ThreadLocal详解

1.ThreadLocal的来源

ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路

2.ThreadLocal的本质

ThreadLocal，顾名思义，它不是一个线程，而是线程的一个本地化对象。当工作于多线程中的对象使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程分配一个独立的变量副本。所以==每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其他线程所对应的副本==。从线程的角度看，这个变量就像是线程的本地变量，这也是类名中“Local”所要表达的意思。

3.ThreadLocal的接口方法

• 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。

4.ThreadLocal的实现思想

简单实现

public class SimpleThreadLocal {      private Map valueMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap());      public void set(Object newValue) {                  //①键为线程对象，值为本线程的变量副本          valueMap.put(Thread.currentThread(), newValue);      }      public Object get() {          Thread currentThread = Thread.currentThread();                  //②返回本线程对应的变量          Object o = valueMap.get(currentThread);                   //③如果在Map中不存在，放到Map中保存起来                 if (o == null && !valueMap.containsKey(currentThread)) {              o = initialValue();              valueMap.put(currentThread, o);          }          return o;      }      public void remove() {          valueMap.remove(Thread.currentThread());      }      public Object initialValue() {          return null;      }  }

5.ThreadLocal实例

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>() {        @Override        protected Integer initialValue() {            return 0;        }    };    //2.获取下一个序列值    public int getNextNum() {        seqNum.set(seqNum.get() + 1);        return seqNum.get();    }    private static class TestClient extends Thread {        private SequenceNumber sn;        public TestClient(SequenceNumber sn) {            this.sn = sn;        }        @Override        public void run() {            for (int i = 0; i < 3; i++) {                System.out.println("thread[" + Thread.currentThread().getName() + "] " +                        "sn[" + sn.getNextNum() + "]");            }        }    }    public static void main(String[] args) {        SequenceNumber sn = new SequenceNumber();        TestClient t1 = new TestClient(sn);        TestClient t2 = new TestClient(sn);        TestClient t3 = new TestClient(sn);        t1.start();        t2.start();        t3.start();    }}

输出

thread[Thread-0] sn[1]thread[Thread-0] sn[2]thread[Thread-0] sn[3]thread[Thread-1] sn[1]thread[Thread-1] sn[2]thread[Thread-1] sn[3]thread[Thread-2] sn[1]thread[Thread-2] sn[2]thread[Thread-2] sn[3]

6.与Thread同步机制比较

• Thread

在同步机制中，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序缜密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。

• ThreadLocal

hreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对访问数据的冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的对象封装，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

• 总结

对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式：访问串行化，对象共享化。而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式：访问并行化，对象独享化。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

7.Spring使用ThreadLocal解决线程安全问题

1. Spring中使用ThreadLocal进行封装的对象

RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等