浅谈 ThreadLocal

有时，你希望将每个线程数据(如用户ID)与线程关联起来。尽管可以使用局部变量来完成此任务，但只能在本地变量存在时才这样做。也可以使用一个实例属性来保存这些数据，但是这样就必须处理线程同步问题。幸运的是，Java提供了java.lang.ThreadLocal类是一个简单(而且非常方便)的选择。

每个ThreadLocal实例都描述了一个线程局部变量，它是一个变量，它为每个访问变量的线程提供一个单独的存储槽（storage slot）。你可以将线程局部变量看作是一个多槽变量，其中每个线程可以在同一个变量中存储不同的值。每个线程只看到它的值，并且不知道其他线程在这个变量中有自己的值。

一般将ThreadLocal声明为ThreadLocal <T>，其中T标识存储在该变量中的值的类型。 这个类声明了下面的构造方法和方法：

• ThreadLocal()：创建一个新的线程局部变量。
• T get()：返回调用线程存储槽中的值。 如果线程调用此方法时不存在条目，则get()方法调用initialValue()方法。
• T initialValue()：创建调用线程的存储槽并在此槽中存储初始（默认）值。 初始值默认为null。 必须子类化ThreadLocal并重写此受保护的方法以提供更合适的初始值。
• void remove()：删除调用线程的存储槽。如果这个方法后面是get()，而没有插入set()方法，则get()调用initialValue()。
  
  * void set(T value)：将调用线程的存储槽的值设置为value。

下面代码显示了如何使用ThreadLocal将不同的用户ID与两个线程相关联的示例。

package concurrency;

public class ThreadLocalDemo {
	private static volatile ThreadLocal<String> userID = new ThreadLocal<String>();

	public static void main(String[] args) {
		Runnable task = () -> {
			String name = Thread.currentThread().getName();
			if (name.equals("A")) {
				userID.set("yaya");
			} else {
				userID.set("maomao");
			}
			System.out.println(name + " " + userID.get());

		};

		Thread threadA = new Thread(task);
		threadA.setName("A");
		Thread threadB = new Thread(task);
		threadB.setName("B");

		threadA.start();
		threadB.start();
	} // end method main
} // end class ThreadLocalDemo

在实例化ThreadLocal并将引用分配给名为userID的volatile实例属性(该属性是volatile的，因为它是由不同的线程访问，这可能在多处理器/多核机器上执行——也可以指定为final)，默认主线程创建两个线程在userID中存储不同的String对象并输出它们的值。

在Eclipse运行此程序，输出的结果为：

A yaya
B maomao

存储在线程局部变量中的值都互不相关的。 当一个新的线程被创建时，它会得到一个包含initialValue()值的新的存储槽。 也许你想从父线程（创建另一个线程的线程）传递值到子线程（创建的线程）。 则可以使用InheritableThreadLocal完成此任务。

InheritableThreadLocal是ThreadLocal的一个子类。 除了声明的InheritableThreadLocal()构造方法外，该类声明以下受保护的方法：

• T childValue(T parentValue)：在创建子线程时，计算这个可继承线程局部变量的子线程的初始值，将该值作为父线程值的一个函数。在启动子线程之前，从父线程内部调用此方法。该方法仅返回其输入变量，如果所需要的是其他行为，则应该重写此方法。

下面代码显示了如何使用InheritableThreadLocal将父线程的Integer对象传递给子线程。

public class InheritableThreadLocalDemo {
    private static final InheritableThreadLocal<Integer> intVal = new InheritableThreadLocal<Integer>();

    public static void main(String[] args) {
        Runnable rP = () -> {
            intVal.set(new Integer(10));
            Runnable rC = () -> {
                Thread thd = Thread.currentThread();
                String name = thd.getName();
                System.out.printf("%s %d%n", name, intVal.get());
            };
            Thread thdChild = new Thread(rC);
            thdChild.setName("Child");
            thdChild.start();
        };

        new Thread(rP).start();
    }
}

实例化InheritableThreadLocal并将其分配给final的实例属性（也可以使用volatile替代）intVal后，默认主线程创建一个父线程，该线程存储包含intVal中值的10的Integer对象。 父线程创建一个子线程，它访问intVal并检索其父线程的Integer对象。

执行此程序，其运行结果如下：

Child 10