并发编程 01—— ThreadLocal
Java并发编程实践 目录
并发编程 04—— 闭锁CountDownLatch 与 栅栏CyclicBarrier
并发编程 06—— CompletionService : Executor 和 BlockingQueue
并发编程 10—— 任务取消 之 关闭 ExecutorService
并发编程 12—— 任务取消与关闭 之 shutdownNow 的局限性
并发编程 13—— 线程池的使用 之 配置ThreadPoolExecutor 和 饱和策略
并发编程 20—— AbstractQueuedSynchronizer 深入分析
概述
第1 部分 ThreadLocal是什么
ThreadLocal是什么呢?其实ThreadLocal并非是一个线程的本地实现版本,它并不是一个Thread,而是threadlocalvariable(线程局部变量)。也许把它命名为ThreadLocalVar更加合适。ThreadLocal功能非常简单,就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本,是Java中一种较为特殊的线程绑定机制,是每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会和其它线程的副本冲突。
从线程的角度看,每个线程都保持一个对其线程局部变量副本的隐式引用,只要线程是活动的并且ThreadLocal实例是可访问的;在线程消失之后,其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收(除非存在对这些副本的其他引用)。
通过ThreadLocal存取的数据,总是与当前线程相关,也就是说,JVM 为每个运行的线程,绑定了私有的本地实例存取空间,从而为多线程环境常出现的并发访问问题提供了一种隔离机制。
第2 部分 ThreadLocal的接口方法
ThreadLocal类接口很简单,只有4个方法,我们先来了解一下。
void set(Object value)
- 设置当前线程的线程局部变量的值;
public Object get()
- 该方法返回当前线程所对应的线程局部变量;
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;
protected Object 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中的默认实现直接返回一个null。
set 方法:
/**
* 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) {
// 获取当前线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取当前线程本地变量Map
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// map不为空
if (map != null)
// 存值
map.set(this, value);
else
// 创建一个当前线程本地变量Map
createMap(t, value);
} /**
* Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
* InheritableThreadLocal.
*
* @param t the current thread
* @return the map
*/
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
// 获取当前线程的本地变量Map
return t.threadLocals;
}
这里注意,ThreadLocal中是有一个Map,但这个Map不是我们平时使用的Map,而是ThreadLocalMap,ThreadLocalMap是ThreadLocal的一个内部类,不对外使用的。当使用ThreadLocal存值时,首先是获取到当前线程对象,然后获取到当前线程本地变量Map,最后将当前使用的ThreadLocal和传入的值放到Map中,也就是说ThreadLocalMap中存的值是[ThreadLocal对象, 存放的值],这样做的好处是,每个线程都对应一个本地变量的Map,所以一个线程可以存在多个线程本地变量。
get方法:
/**
* 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() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
// 如果值为空,则返回初始值
return setInitialValue();
}
有了之前set方法的分析,get方法也同理,需要说明的是,如果没有进行过set操作,那从ThreadLocalMap中拿到的值就是null,这时get方法会返回初始值,也就是调用initialValue()方法,ThreadLocal中这个方法默认返回null。当我们有需要第一次get时就能得到一个值时,可以继承ThreadLocal,并且覆盖initialValue()方法。
第3 部分 一个TheadLocal实例
/**
*
* @ClassName: SequenceNumber
* @author xingle
* @date 2015-3-9 上午9:54:23
*/
public class SequenceNumber {
//①通过匿名内部类覆盖ThreadLocal的initialValue()方法,指定初始值
private static ThreadLocal<Integer> seqNum = new ThreadLocal<Integer>(){
public Integer initialValue(){
return 0;
}
}; //②获取下一个序列值
public int getNextNum(){
seqNum.set(seqNum.get()+1);
return seqNum.get();
} public static void main(String[] args){ SequenceNumber sn = new SequenceNumber();
//③ 3个线程共享sn,各自产生序列号
TestClient t1 = new TestClient(sn);
TestClient t2 = new TestClient(sn);
TestClient t3 = new TestClient(sn);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
} private static class TestClient extends Thread{
private SequenceNumber sn;
public TestClient(SequenceNumber sn){
this.sn = sn;
} public void run(){
//④每个线程打出3个序列值
for (int i = 0 ;i<3;i++){
System.out.println("thread["+Thread.currentThread().getName()+"] sn["+sn.getNextNum()+"]");
}
}
} }
通常我们通过匿名内部类的方式定义ThreadLocal的子类,提供初始的变量值,如①处所示。TestClient线程产生一组序列号,在③处,我们生成3个TestClient,它们共享同一个SequenceNumber实例。运行以上代码,在控制台上输出以下的结果:
每个线程所产生的序号虽然都共享同一个Sequence Number实例,但它们并没有发生相互干扰的情况,而是各自产生独立的序列号,这是因为我们通过ThreadLocal为每一个线程提供了单独的副本。
参考:
2.Java线程(篇外篇):线程本地变量ThreadLocal
3.线程本地变更,即ThreadLocal-->Spring事务管理
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