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深入浅出ThreadLocal

2013年07月30日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2487字 ⁄ 字号 评论关闭

文章出自:http://www.iteye.com/topic/757478

一、ThreadLocal概述

       学习JDK中的类,首先看下JDK API对此类的描述,描述如下:

JDK API 写道
该类提供了线程局部 (thread-local) 变量。这些变量不同于它们的普通对应物,因为访问某个变量(通过其 get 或 set 方法)的每个线程都有自己的局部变量,它独立于变量的初始化副本。ThreadLocal 实例通常是类中的 private static 字段,它们希望将状态与某一个线程(例如,用户 ID 或事务 ID)相关联。 

    API表达了下面几种观点:

1、ThreadLocal不是线程,是线程的一个变量,你可以先简单理解为线程类的属性变量。

2、ThreadLocal 在类中通常定义为静态类变量。

3、每个线程有自己的一个ThreadLocal,它是变量的一个‘拷贝’,修改它不影响其他线程。

 

    既然定义为类变量,为何为每个线程维护一个副本(姑且成为‘拷贝’容易理解),让每个线程独立访问?多线程编程的经验告诉我们,对于线程共享资源(你可以理解为属性),资源是否被所有线程共享,也就是说这个资源被一个线程修改是否影响另一个线程的运行,如果影响我们需要使用synchronized同步,让线程顺序访问。

 

   ThreadLocal适用于资源共享但不需要维护状态的情况,也就是一个线程对资源的修改,不影响另一个线程的运行;这种设计是‘空间换时间’,synchronized顺序执行是‘时间换取空间’

 

二、ThreadLocal方法介绍

 

 

 T get() 
          返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。
protected  T initialValue() 
          返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。
 void remove() 
          移除此线程局部变量当前线程的值。
 void set(T value) 
          将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。

 

三、深入源码

    ThreadLocal有一个ThreadLocalMap静态内部类,你可以简单理解为一个MAP,这个‘Map’为每个线程复制一个变量的‘拷贝’存储其中。

    当线程调用ThreadLocal.get()方法获取变量时,首先获取当前线程引用,以此为key去获取响应的ThreadLocalMap,如果此‘Map’不存在则初始化一个,否则返回其中的变量,代码如下:

   Get方法代码

  1. public T get() {  
  2.        Thread t = Thread.currentThread();  
  3.        ThreadLocalMap map = getMap(t);  
  4.        if (map != null) {  
  5.            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);  
  6.            if (e != null)  
  7.                return (T)e.value;  
  8.        }  
  9.        return setInitialValue();  
  10. }  

    调用get方法如果此Map不存在首先初始化,创建此map,将线程为key,初始化的vlaue存入其中,注意此处的initialValue,我们可以覆盖此方法,在首次调用时初始化一个适当的值。setInitialValue代码如下:

Java代码 
  1. private T setInitialValue() {  
  2.     T value = initialValue();  
  3.     Thread t = Thread.currentThread();  
  4.     ThreadLocalMap map = getMap(t);  
  5.     if (map != null)  
  6.         map.set(this, value);  
  7.     else  
  8.         createMap(t, value);  
  9.     return value;  
  10. }  

 

    set方法相对比较简单如果理解以上俩个方法,获取当前线程的引用,从map中获取该线程对应的map,如果map存在更新缓存值,否则创建并存储,代码如下:

Java代码  收藏代码
  1. public void set(T value) {  
  2.     Thread t = Thread.currentThread();  
  3.     ThreadLocalMap map = getMap(t);  
  4.     if (map != null)  
  5.         map.set(this, value);  
  6.     else  
  7.         createMap(t, value);  
  8. }  

 

    对于ThreadLocal在何处存储变量副本,我们看getMap方法:获取的是当前线程的ThreadLocal类型的threadLocals属性。显然变量副本存储在每一个线程中。

  

Java代码  收藏代码
  1. /** 
  2.  * 获取线程的ThreadLocalMap 属性实例 
  3.  */  
  4. ThreadLocalMap getMap(Thread t) {  
  5.         return t.threadLocals;  
  6.   }  

 

    上面我们知道变量副本存放于何处,这里我们简单说下如何被java的垃圾收集机制收集,当我们不在使用是调用set(null),此时不在将引用指向该‘map’,而线程退出时会执行资源回收操作,将申请的资源进行回收,其实就是将属性的引用设置为null。这时已经不在有任何引用指向该map,故而会被垃圾收集。

 

 四、ThreadLocal应用示例

   

      在我的另一篇文章,对ThreadLocal的使用做了一个实例,此示例也可以用作生产环境,请参见:http://ari.iteye.com/blog/757641

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