JAVA并发-内置锁和ThreadLocal

上一篇博客讲过，当多个线程访问共享的可变变量的时候，可以使用锁来进行线程同步。那么如果线程安全性存在的3个前提条件不同时存在的话，自然就不需要考虑线程安全性了。或者说如果我们能够将某个共享变量变为局部变量，那么自然线程安全性问题就不存在了。 
我们把“诸如将全局变量变为局部变量”这种将某个对象封闭在一个线程中的技术称为线程封闭，在《JAVA并发编程实践》中是这样说的，这么说有一定道理。但我还是想说说个人对锁和线程封闭的理解： 
内置锁的机制是为了“使得多个线程都能够访问共享变量，而且能够留下对这个共享变量的影响”。 
线程封闭的机制是为了“使得多个线程都能够使用共享变量，但不需要留下对这个共享变量的影响”。 
说到底，两种机制应对的代码使用场景不同，而非是解决线程安全问题的两种方案。 
线程封闭机制强调局部的概念，就是在写代码的时候，尽量使用局部变量代替全局变量（这种叫做栈封闭），如果一定要使用全局变量，而又想让多个线程之间在访问共享变量的时候互不影响，那就使用ThreadLocal<T>。ThreadLocal<T>提供了一种方式，可以让线程在操作共享变量时，复制该共享变量的一个副本到线程自己的栈空间，以后就操作这个副本空间来代替共享空间。这是一种封闭的手段，但我更加认为是一种代码场景。说个例子吧：

1. @UnThreadSafe
2. pulic class TestNum{
3. private int num=0;
4. public int getNextNum(){
5. ++num;
6. return num;
7. }
8. public static void main(String [] args){
9. TestNum tn=new TestNum();
10. TestClass tc1=new TestClass(tn);
11. TestClass tc2=new TestClass(tn);
12. TestClass tc3=new TestClass(tn);
13. tc1.start();
14. tc2.start();
15. tc3.start();
16. }
17. class TestClass extends Thread{
18. private TestNum tn;
19. public TestClass(TestNum tn){
20. this.tn=tn;
21. }
22. public void run(){
23. for(int i=0;i<3;i++){
24. System.out.println("thread-"+Thread.currentThread().getName()+"-"+tn.getNextNum());
25. }
26. }
27. }
28. }

这是一个线程不安全的代码，输出的结果无法预测。将这段代码变为线程安全可以有几种方案，举其中两个例子来说明本文的内容：

1. @ThreadSafe
2. pulic class TestNum{
3. private int num=0;
4. public synchronized int getNextNum(){
5. ++num;
6. return num;
7. }
8. public static void main(String [] args){
9. TestNum tn=new TestNum();
10. TestClass tc1=new TestClass(tn);
11. TestClass tc2=new TestClass(tn);
12. TestClass tc3=new TestClass(tn);
13. tc1.start();
14. tc2.start();
15. tc3.start();
16. }
17. class TestClass extends Thread{
18. private TestNum tn;
19. public TestClass(TestNum tn){
20. this.tn=tn;
21. }
22. public void run(){
23. for(int i=0;i<3;i++){
24. System.out.println("thread-"+Thread.currentThread().getName()+"-"+tn.getNextNum());
25. }
26. }
27. }
28. }

对于上面的代码，我们使用同步机制的来实现线程安全：tc1-3这三个线程都在访问同一个num空间，并且他们都在干一件事，那就是让这个空间的数字增加，并且能够留下自己的影响（即num++）。此时，输出的结果最大值一定是num=9(具体哪个线程贡献的哪一段就不知道了)。

1. @ThreadSafe
2. pulic class TestNum{
3. private ThreadLocal<Integer> num=new ThreadLocal<Integer>(){
4. public Integer initialValue(){
5. return 0;
6. }
7. };
8. public  int getNextNum(){
9. num.set(num.get()+1);
10. return num.get();
11. }
12. public static void main(String [] args){
13. TestNum tn=new TestNum();
14. TestClass tc1=new TestClass(tn);
15. TestClass tc2=new TestClass(tn);
16. TestClass tc3=new TestClass(tn);
17. tc1.start();
18. tc2.start();
19. tc3.start();
20. }
21. class TestClass extends Thread{
22. private TestNum tn;
23. public TestClass(TestNum tn){
24. this.tn=tn;
25. }
26. public void run(){
27. for(int i=0;i<3;i++){
28. System.out.println("thread-"+Thread.currentThread().getName()+"-"+tn.getNextNum());
29. }
30. }
31. }
32. }

对于上面的代码，我们使用线程封闭来完成，tc1-3这三个线程访问共享变量在自己栈空间的一个副本，他们都在干自己的事（不是一件事），只不过在干自己的事的过程中使用到了共享变量这个载体，而且他们也不关心最终对共享变量产生了多少影响。此时，输出的结果最大值一定是num=3（每个线程在干自己的事情）。

综上，个人觉得使用锁还是线程封闭去解决线程安全问题，终究是业务逻辑的不同，或者说是代码功能的不同。我们要掌握的就是有这些个解决代码安全行的方法，然后放到具体的场景下去应用。