深入理解ThreadLocal
来源:互联网 发布:广西广电网络电视 编辑:程序博客网 时间:2024/06/08 13:34
为什么要引入它,能用它来干什么,暂且按下不表,待整篇下来,我们再做总结,先来看看ThreadLocal对我们到底有什么用以及它的实现原理
ThreadLocal从名字上看是本地线程的意思,其实它并不是一个线程,而是线程本地变量。也许将其命名为ThreadLocalVariable更为合适。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,使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。记住这几点就行:1. 每个线程都有自己局部变量,都有一个独立于其他线程的上下文来保存该变量,自己的本地变量对其他线程不可见;2. ThreadLocal可以给一个初始值,而每个线程都会获得这个初始化值的一个副本,这样才能保证不同的线程都有一份拷贝,注意这里是初始值;3. ThreadLocal不是用于解决共享变量问题的,不是为了协调线程同步而存在,而是为了方便每个线程处理自己的状态而引入的一个机制。
ThreadLocal本质上是一个类似Map的结构,以各个线程对象本身为Key,将其值存放进去。这个结构在所有的基于同一个线程类创建出来的线程中被共享所有,就是只有一个,单例的对象。虽然,使用get()方法来读取其值,但是默认的是使用当前的thread对象做为Key来检索的。
我们先来看一个简单的例子
package test;/** * @author quyang.ybb * */public class Index { int num; public int increase() {return num++; }}
package test;/** * @author quyang.ybb demo应该体现出思考的东西 */public class ThreadLocalTest { //第一种初始化 private static ThreadLocal<Index> threadLocal = new ThreadLocal<Index>() {@Overrideprotected Index initialValue() { return new Index();} };// //第二种初始化// private static Index num = new Index();// // private static ThreadLocal<Index> threadLocal = new ThreadLocal<Index>() {// @Override// protected Index initialValue() {// return num;// }// }; /** * @param args */ public static void main(String[] args) throws Exception{Thread[] threads = new Thread[5];for (int i=0;i<5;i++) { threads[i] = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { Index index = threadLocal.get(); for (int j=0;j<1000;j++) { index.increase(); } System.out.println("线程名:" + Thread.currentThread().getName() + "; num = " + index.num); } });}for (Thread thread : threads) { thread.start();} }}
第一种初始化得到的结果为:线程名:Thread-4; num = 1000线程名:Thread-1; num = 1000线程名:Thread-3; num = 1000线程名:Thread-0; num = 1000线程名:Thread-2; num = 1000第二种初始化得到的结果为:线程名:Thread-0; num = 1000线程名:Thread-1; num = 2000线程名:Thread-2; num = 3000线程名:Thread-3; num = 4873线程名:Thread-4; num = 5000
其中第二种初始化运行得到的结果每次都不一样,为何线程本地变量失效了呢?我们分析一下原因:
在第二种初始化方法中,通过覆盖initialValue函数来给我们的ThreadLocal提供初始值,每个线程都会获取这个初始值的一个副本。而现在我们的初始值是一个定义好的一个对象,num是这个对象的引用.换句话说我们的初始值是一个引用。引用的副本和引用指向的不就是同一个对象吗?
在第一种初始化中,我们是给每一个线程都保存一个Index对象,创建的是对象的副本而不是对象引用的副本
大概明白ThreadLocal本地变量的含义,接下来看看ThreadLocal的源码,从内部来揭示它的神秘面纱。
从ThreadLocal的get和set这两个最常用的方法开始分析:
public T get() { //获取当前执行线程 Thread t = Thread.currentThread(); //取得当前线程的ThreadLocalMap实例 ThreadLocalMap map = getMap(t); //如果map不为空,说明该线程已经有了一个ThreadLocalMap实例 if (map != null) { //map中保存线程的所有的线程本地变量,我们要去查找当前线程本地变量 ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); //如果当前线程本地变量存在这个map中,则返回其对应的值 if (e != null) return (T)e.value; } //如果map不存在或者map中不存在当前线程本地变量,返回初始值 return setInitialValue();}
ThreadLocal有一个内部类ThreadLocalMap,这个类的实现占了整个ThreadLocal类源码的一多半。这个ThreadLocalMap的作用非常关键,它就是线程真正保存线程自己本地变量的容器。每一个线程都有自己的单独的一个ThreadLocalMap实例,其所有的本地变量都会保存到这一个map中。强调一下:Thread对象都有一个ThreadLocalMap类型的属性threadLocals,这个属性是专门用于保存自己所有的线程本地变量的。这个属性在线程对象初始化的时候为null。所以对一个线程对象第一次使用线程本地变量的时候,需要对这个threadLocals属性进行初始化操作。注意要区别 “线程第一次使用本地线程变量”和“第一次使用某一个线程本地线程变量”。
getMap方法:
//直接返回线程对象的threadLocals属性ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; }
setInitialValue方法:
private T setInitialValue() { //获取初始化值,initialValue 就是我们之前覆盖的方法 T value = initialValue(); Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); //如果map不为空,将初始化值放入到当前线程的ThreadLocalMap对象中 if (map != null) map.set(this, value); else //当前线程第一次使用本地线程变量,需要对map进行初始化工作 createMap(t, value); //返回初始化值 return value;}
我们再来看一下set方法:
public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); //说明线程第一次使用线程本地变量(注意这里的第一次含义) else createMap(t, value); }
ThradLocal还有一个remove方法,让我们来分析一下:
public void remove() { //获取当前线程的ThreadLocalMap对象 ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); //如果map不为空,则删除该本地变量的值 if (m != null) m.remove(this); }ThradLocalMap的实现细节这里就不再说了,有兴趣可以自己继续去看ThreadLocal的源码。
参考资料:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920407.html
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