深入理解线程本地变量ThreadLocal

fengjun 4年前
   <h2>ThreadLocal理解:</h2>    <p>如果在多线程并发环境中,一个可变对象涉及到共享与竞争,那么该可变对象就一定会涉及到线程间同步操作,这是多线程并发问题。</p>    <p>否则该可变对象将作为线程私有对象,可通过ThreadLocal进行管理,实现线程间私有对象隔离的目的。</p>    <p>可以发现,ThreadLocal并没有解决多线程并发的问题,因为ThreadLocal管理的可变对象的性质本来就不会涉及到多线程并发而引发的共享、竞争和同步问题,使用ThreadLocal管理只是方便了多线程获取和使用该私有可变对象的途径和方式。</p>    <h2>ThreadLocal解决的问题:</h2>    <p>将一个公共的可变对象,转换为线程私有的可变对象,防止出现不正确的共享。</p>    <p>《java并发变成实践》</p>    <p>线程本地(ThreadLocal)变量通常用于防止在基于可变的单体(Singleton)或全局变量的设计中,出现(不正确的)共享。</p>    <h2>ThreadLocal的使用场景:</h2>    <p>一个可变对象,在每一个线程(或者说多线程环境)中都会被使用,并且,该可变对象无需在各个线程间进行同步,那么,该可变对象就可以通过ThreadLocal进行管理,而此时该可变对象变成多实例对象,与线程一一对应。</p>    <h2>ThreadLocal主要方法:</h2>    <ul>     <li> <p>public T get() { }返回当前线程所对应的线程局部变量</p> </li>     <li> <p>public void set(T value) { }设置当前线程的线程局部变量的值</p> </li>     <li> <p>public void remove(){} 将当前线程局部变量的值删除,目的是为了减少内存的占用,该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是,当线程结束后,对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收,所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作,但它可以加快内存回收的速度。</p> </li>     <li> <p>protected T initialValue() { }返回该线程局部变量的初始值,该方法是一个protected的方法,显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。</p> </li>    </ul>    <h2>ThreadLocal源码分析:</h2>    <p>get方法:</p>    <pre>  <code class="language-java">/**       * Returns the value in the current thread's copy of this       * thread-local variable.  If the variable has no value for the       * current thread, it is first initialized to the value returned       * by an invocation of the {@link #initialValue} method.       *       * @return the current thread's value of this thread-local       */      public T get() {      //获取当前线程对象          Thread t = Thread.currentThread();        //从当前线程对象中获取ThreadLocalMap类型实例对象          ThreadLocalMap map = getMap(t);            if (map != null) {            //this对象,也就是ThreadLocal对象作为map的key,获取ThreadLocal管理的可变对象              ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);              if (e != null) {                  @SuppressWarnings("unchecked")                  T result = (T)e.value;                  return result;              }          }        //map为空,延迟执行初始化方法          return setInitialValue();      }</code></pre>    <p>看一下getMap(t)方法:</p>    <pre>  <code class="language-java">/**       * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in       * InheritableThreadLocal.       *       * @param  t the current thread       * @return the map       */      ThreadLocalMap getMap(Thread t) {          return t.threadLocals;      }</code></pre>    <p>补充解释:</p>    <p>1、ThreadLocalMap,是ThreadLocal的静态内部类</p>    <p>2、ThreadLocalMap把其外部类ThreadLocal的实例对象作为key,把要管理的可变对象作为value</p>    <p>3、ThreadLocalMap的实例对象,由当前线程对象Thread的实例持有,而不是由ThreadLocal持有</p>    <p>如下图源码截图进行证明:</p>    <p><img src="https://simg.open-open.com/show/4c9f37f641e2f5f6897d4fb77e1f9055.png"> <img src="https://simg.open-open.com/show/4b4c23c60f44c9d7477f14831443733c.png"></p>    <p>然后继续看setInitialValue()方法和initialValue()方法:</p>    <pre>  <code class="language-java">/**       * Variant of set() to establish initialValue. Used instead       * of set() in case user has overridden the set() method.       *       * @return the initial value       */      private T setInitialValue() {          T value = initialValue();          Thread t = Thread.currentThread();          ThreadLocalMap map = getMap(t);          if (map != null)              map.set(this, value);          else              createMap(t, value);          return value;      }</code></pre>    <pre>  <code class="language-java">protected T initialValue() {          return null;      }</code></pre>    <p>补充说明:</p>    <p>1、initialValue()方法声明为protected,目的就是让子类覆盖重新的,如果不覆盖重写,则返回null</p>    <p>2、如果没有重写initialValue()方法,ThreadLocal对象直接调用get()方法,最终从setInitialValue()返回的对象为null</p>    <p>看一下createMap(t, value)方法:</p>    <pre>  <code class="language-java">/**       * Create the map associated with a ThreadLocal. Overridden in       * InheritableThreadLocal.       *       * @param t the current thread       * @param firstValue value for the initial entry of the map       */      void createMap(Thread t, T firstValue) {      //直接new一个新的ThreadLocalMap实例,封装进入当前线程对象t          t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);      }</code></pre>    <p>从上面代码可以发现,每一个线程对象都有一个专属自己的ThreadLocalMap对象,而ThreadLocalMap对象存储了ThreadLocal对象与变量对象。线程对象、ThreadLocalMap对象、ThreadLocal对象、变量对象之间的关系如下图:</p>    <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/80a00b6b08e56a3abe18769c464799b1.png"></p>    <p>最后看一下set(T value)方法:</p>    <pre>  <code class="language-java">/**       * Sets the current thread's copy of this thread-local variable       * to the specified value.  Most subclasses will have no need to       * override this method, relying solely on the {@link #initialValue}       * method to set the values of thread-locals.       *       * @param value the value to be stored in the current thread's copy of       *        this thread-local.       */      public void set(T value) {          Thread t = Thread.currentThread();          ThreadLocalMap map = getMap(t);          if (map != null)              map.set(this, value);          else              createMap(t, value);      }</code></pre>    <p>补充解释:</p>    <p>1、set方法用来修改或者初始化ThreadLocal管理的变量对象。</p>    <p>2、ThreadLocal对象调用get方法获取变量的,要么重写initialValue()方法,要么主动调用set方法,否则将返回null。</p>    <p>参考:</p>    <p><a href="/misc/goto?guid=4959739422451084728" rel="nofollow,noindex">http://blog.csdn.net/lufeng20/article/details/24314381</a> (此文争议比较大,但依然可以作为理解ThreadLocal的素材)</p>    <p><a href="/misc/goto?guid=4959647176945646866" rel="nofollow,noindex">http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920407.html</a> <a href="/misc/goto?guid=4959739422580526079" rel="nofollow,noindex">http://www.iteye.com/topic/103804</a></p>    <p> </p>    <p>来自:http://blog.csdn.net/javaloveiphone/article/details/58600694</p>    <p> </p>