ThreadLocal用法详解和原理

一、用法

ThreadLocal用于保存某个线程共享变量:对于同一个static ThreadLocal,不同线程只能从中get,set,remove自己的变量,而不会影响其他线程的变量。

1、ThreadLocal.get: 获取ThreadLocal中当前线程共享变量的值。

2、ThreadLocal.set: 设置ThreadLocal中当前线程共享变量的值。

3、ThreadLocal.remove: 移除ThreadLocal中当前线程共享变量的值。

4、ThreadLocal.initialValue: ThreadLocal没有被当前线程赋值时或当前线程刚调用remove方法后调用get方法,返回此方法值。

packagecom.coshaho.reflect;


/**

 * ThreadLocal用法

 * @author coshaho

 *

 */

publicclassMyThreadLocal

{

    privatestaticfinalThreadLocal<Object> threadLocal = newThreadLocal<Object>(){

        /**

         * ThreadLocal没有被当前线程赋值时或当前线程刚调用remove方法后调用get方法,返回此方法值

         */

        @Override

        protectedObject initialValue()

        {

            System.out.println("调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值!");

            returnnull;

        }

    };


    publicstaticvoidmain(String[] args)

    {

        newThread(newMyIntegerTask("IntegerTask1")).start();

        newThread(newMyStringTask("StringTask1")).start();

        newThread(newMyIntegerTask("IntegerTask2")).start();

        newThread(newMyStringTask("StringTask2")).start();

    }


    publicstaticclassMyIntegerTask implementsRunnable

    {

        privateString name;


        MyIntegerTask(String name)

        {

            this.name = name;

        }


        @Override

        publicvoidrun()

        {

            for(inti = 0; i < 5; i++)

            {

                // ThreadLocal.get方法获取线程变量

                if(null== MyThreadLocal.threadLocal.get())

                {

                    // ThreadLocal.et方法设置线程变量

                    MyThreadLocal.threadLocal.set(0);

                    System.out.println("线程"+ name + ": 0");

                }

                else

                {

                    intnum = (Integer)MyThreadLocal.threadLocal.get();

                    MyThreadLocal.threadLocal.set(num + 1);

                    System.out.println("线程"+ name + ": "+ MyThreadLocal.threadLocal.get());

                    if(i == 3)

                    {

                        MyThreadLocal.threadLocal.remove();

                    }

                }

                try

                {

                    Thread.sleep(1000);

                }

                catch(InterruptedException e)

                {

                    e.printStackTrace();

                }

            }  

        }


    }


    publicstaticclassMyStringTask implementsRunnable

    {

        privateString name;


        MyStringTask(String name)

        {

            this.name = name;

        }


        @Override

        publicvoidrun()

        {

            for(inti = 0; i < 5; i++)

            {

                if(null== MyThreadLocal.threadLocal.get())

                {

                    MyThreadLocal.threadLocal.set("a");

                    System.out.println("线程"+ name + ": a");

                }

                else

                {

                    String str = (String)MyThreadLocal.threadLocal.get();

                    MyThreadLocal.threadLocal.set(str + "a");

                    System.out.println("线程"+ name + ": "+ MyThreadLocal.threadLocal.get());

                }

                try

                {

                    Thread.sleep(800);

                }

                catch(InterruptedException e)

                {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        }


    }

<strong>}

</strong>


运行结果如下:

调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值!

线程IntegerTask1: 0

调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值!

线程IntegerTask2: 0

调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值!

调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值!

线程StringTask1: a

线程StringTask2: a

线程StringTask1: aa

线程StringTask2: aa

线程IntegerTask1: 1

线程IntegerTask2: 1

线程StringTask1: aaa

线程StringTask2: aaa

线程IntegerTask2: 2

线程IntegerTask1: 2

线程StringTask2: aaaa

线程StringTask1: aaaa

线程IntegerTask2: 3

线程IntegerTask1: 3

线程StringTask1: aaaaa

线程StringTask2: aaaaa

调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值!

线程IntegerTask2: 0

调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值!

线程IntegerTask1: 0

二、原理

线程共享变量缓存如下:

Thread.ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>;

1、Thread: 当前线程,可以通过Thread.currentThread()获取。

2、ThreadLocal:我们的staticThreadLocal变量。

3、Object: 当前线程共享变量。

我们调用ThreadLocal.get方法时,实际上是从当前线程中获取ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>,然后根据当前ThreadLocal获取当前线程共享变量Object。

ThreadLocal.set,ThreadLocal.remove实际上是同样的道理。


这种存储结构的好处:

1、线程死去的时候,线程共享变量ThreadLocalMap则销毁。

2、ThreadLocalMap键值对数量为ThreadLocal的数量,一般来说ThreadLocal数量很少,相比在ThreadLocal中用Map键值对存储线程共享变量(Thread数量一般来说比ThreadLocal数量多),性能提高很多。


关于ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>弱引用问题:

当线程没有结束,但是ThreadLocal已经被回收,则可能导致线程中存在ThreadLocalMap<null,Object>的键值对,造成内存泄露。(ThreadLocal被回收,ThreadLocal关联的线程共享变量还存在)。

虽然ThreadLocal的get,set方法可以清除ThreadLocalMap中key为null的value,但是get,set方法在内存泄露后并不会必然调用,所以为了防止此类情况的出现,我们有两种手段。

1、使用完线程共享变量后,显示调用ThreadLocalMap.remove方法清除线程共享变量;

2、JDK建议ThreadLocal定义为private static,这样ThreadLocal的弱引用问题则不存在了。


源码分析参考:

http://qifuguang.me/2015/09/02/[Java%E5%B9%B6%E5%8F%91%E5%8C%85%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E4%B8%83]%E8%A7%A3%E5%AF%86ThreadLocal/

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