Java 多线程并发解决方案

Java 多线程并发编程会有许多不同的问题，主要有如下问题的应用：

1. 多线程读写共享数据同步问题
2. 并发读数据，保持各个线程读取到的数据一致性的问题。

解决方案：

1. synchronized关键字和Lock并发锁：主要解决多线程共享数据同步问题。 
2. ThreadLocal主要解决多线程中数据因并发产生不一致问题。

ThreadLocal与synchronized有本质的区别:

 synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。

而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。

ThreadLocal与synchronized有本质的区别:

 synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。

ThreadLocal与synchronized有本质的区别:

 synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。

ThreadLocal是什么？

早在JDK 1.2的版本中就提供java.lang.ThreadLocal，ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。

ThreadLocal很容易让人望文生义，想当然地认为是一个“本地线程”。其实，ThreadLocal并不是一个Thread，而是Thread的局部变量，也许把它命名为ThreadLocalVariable更容易让人理解一些。

当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

从线程的角度看，目标变量就象是线程的本地变量，这也是类名中“Local”所要表达的意思。

线程局部变量并不是Java的新发明，很多语言（如IBM IBM XL FORTRAN）在语法层面就提供线程局部变量。在Java中没有提供在语言级支持，而是变相地通过ThreadLocal的类提供支持。

所以，在Java中编写线程局部变量的代码相对来说要笨拙一些，因此造成线程局部变量没有在Java开发者中得到很好的普及。

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中的缺省实现直接返回一个null。

 

值得一提的是，在JDK5.0中，ThreadLocal已经支持泛型，该类的类名已经变为ThreadLocal<T>。API方法也相应进行了调整，新版本的API方法分别是void set(T value)、T get()以及T initialValue()。

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单：在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量副本，Map中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。我们自己就可以提供一个简单的实现版本：

<span style="font-size:18px;">// 代码清单1 SimpleThreadLocalclass SimpleThreadLocal {    private Map valueMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap());    public void set(Object newValue) {        valueMap.put(Thread.currentThread(), newValue);// ①键为线程对象，值为本线程的变量副本    }    public Object get() {        Thread currentThread = Thread.currentThread();        Object o = valueMap.get(currentThread);// ②返回本线程对应的变量        if (o == null && !valueMap.containsKey(currentThread)) {// ③如果在Map中不存在，放到Map            // 中保存起来。            o = initialValue();            valueMap.put(currentThread, o);        }        return o;    }    public void remove() {        valueMap.remove(Thread.currentThread());    }    public Object initialValue() {        return null;    }}</span>

虽然代码清单9?3这个ThreadLocal实现版本显得比较幼稚，但它和JDK所提供的ThreadLocal类在实现思路上是相近的。

一个TheadLocal实例

<span style="font-size:18px;">package threadLocalDemo;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()        {            for (int i = 0; i < 3; i++) {                // ④每个线程打出3个序列值                System.out.println("thread[" + Thread.currentThread().getName()+"] sn[" + sn.getNextNum() + "]");            }        }    }}</span>

参考文献：

1. http://www.xuebuyuan.com/1628079.html
2. http://blog.sina.com.cn/s/blog_5204918b0100d044.html

ThreadLocal与synchronized有本质的区别:

 synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。