Java 多线程学习四（ThreadLocal）

最新推荐文章于 2024-12-01 23:53:39 发布

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本文介绍了Java中的ThreadLocal，它为每个线程提供独立的局部变量副本，实现线程间数据隔离，避免了多线程资源竞争。ThreadLocalMap是其核心，存在内存泄露风险，需注意手动调用remove()。文中还给出了ThreadLocal的代码实例及应用场景。

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一、ThreadLocal的概念

ThreadLocal并不是线程，而是Thread的一个局部变量，每个线程都有自己的ThreadLocal变量，可以通过get()和set()方法来获取相应值。ThreadLocal设计的初衷是为了解决多线程编程中的资源共享问题，不同于synchronized，ThreadLocal是为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，在各自线程内部，相当于“全局变量”，保证各自线程内操作的是同一个对象，不同于Hashmap数组+链表/红黑树的结构，ThreadLocalmap通过Entry数组保存局部变量，相对于synchronized的“以时间换空间”，ThreadLocal是“以空间换时间”，实现了线程的数据隔离。

二、ThreadLocal原理

源码存在于jdk上，这里不再具体分析，感兴趣可自行探究

每个Thread具有ThreadLocal这各局部变量
ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，通过Entry存储
key-value，key是ThreadLocal对象，值是被包装的对象
set()方法，往ThreadLocalMap设置值，get()方法获取被包装的对象值

这里需要注意的一点是，ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一样，ThreadLocal中使用的 key 为 ThreadLocal的弱引用,而 value 是强引用。所以，如果 ThreadLocal没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候会 key 会被清理掉，而 value 不会被清理掉。这样一来，ThreadLocal中就会出现key为null的Entry。导致value不会被GC，造成内存泄露，所以ThreadLocal的remove()方法需要我们手动调用。

三、代码实例

1、创建Person对象，包含age属性，建立ThreadLocal容器对对象Person进行封装，并提供get/set方法。

package ThreadLocalDemo;

import java.util.Random;

//创建类，年龄属性
class Person {
    private int age = 0;

    public int getAge() {
        return this.age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

class MyThreadLocal {
    //创建MyThreadLocal作为容器，将Person对象保存于ThreadLocal中
    public static final ThreadLocal<Person> threadLocal = new ThreadLocal<>();

    public static void set(Person person) {
        threadLocal.set(person);
    }

    //调用remove()方法，防止内存泄漏
    public static void remove() {
        threadLocal.remove();
    }

    public static Person get() {
        return threadLocal.get();
    }
}

public class ThreadLocalDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    Person p = new Person();
                    int age = (new Random()).nextInt(100);
                    p.setAge(age);
                    System.out.println("Person in " + Thread.currentThread().getName() + " set age to " + age);
                    MyThreadLocal.set(p);
                    System.out.println("Person in " + Thread.currentThread().getName() + "'s age is " + MyThreadLocal.get().getAge());
                }
            }).start();
        }
    }
}

2、SimpleDateFormat是线程不安全的

package ThreadLocalDemo;


import java.text.SimpleDateFormat;

public class ThreadLocalDemo2 {
    //SimpleDateFormat非线程安全
    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> formatter = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {
        //重写initialValue方法，赋初始值
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("YYYYMMDDHHMM");
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("before set formatter in " + Thread.currentThread().getName() + " pattern is " + formatter.get().toPattern());
                    formatter.set(new SimpleDateFormat());
                    System.out.println("after set formatter in " + Thread.currentThread().getName() + " pattern is " + formatter.get().toPattern());
                }
            }).start();
        }
    }
}

ThreadLocal应用场景：数据库连接、Session管理等。

未完待续......