Java并发编程之threadLocal

目录

• 1、ThreadLocal介绍
• 2、ThreadLocal使用实例
• 3、ThreadLocal实现原理

1、ThreadLocal介绍

多个线程访问同一个共享变量时特别容易出现并发问题，特别是多线程需要对共享变量进行写入时。为了保证线程安全，一般使用者在访问共享变量的时候需要进行适当的同步，如图

同步的一般措施是加锁，这就需要使用者对锁有一定的了解，这显然加重了使用者的负担，那么有没有一种方法可以做到，当创建一个变量后，每个线程对其进行访问的时候访问的是自己线程的变量呢？其实ThreadLocal就可以做到。

ThreadLocal是JDK包提供的，它提供了线程本地变量，也就是说如果创建了一个ThreadLocal变量，那么访问这个变量的每一个线程都会有这个变量的一个本地副本。当多线程操作这个变量的时候，实际操作的就是自己本地内存的里面的里面的变量，从而避免了线程安全问题。创建一个ThreadLocal变量后，每一个线程都会复制一个变量到自己的本地内存。

2、ThreadLocal使用实例

package com.heiye.learn1;

public class ThreadLocalTest {
    //print方法
    static void print(String threadName) {
        //打印当前线程本地内存中LocalVariable变量的值
        System.out.println(threadName + ":" + localVariable.get());
        //清除当前线程本地内存中的localVariable变量值
        //localVariable.remove();
    }

    //创建ThreadLocal变量
    static ThreadLocal<String> localVariable = new ThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {
        //创建线程threadOne
        Thread threadOne = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //设置线程one变量localVariable值
                localVariable.set("threadOne local Variable");
                //调用打印函数
                print("threadOne");
                //打印本地变量值
                System.out.println("threadOne remove after" + ":" + localVariable.get());
            }
        });
        //创建线程threadTwo
        Thread threadTwo = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //设置线程two变量localVariable值
                localVariable.set("threadTwo local Variable");
                //调用打印函数
                print("threadTwo");
                //打印本地变量值
                System.out.println("threadTwo remove after" + ":" + localVariable.get());
            }
        });

        threadOne.start();
        threadTwo.start();
    }
}

线程one首先通过set()方法为threadLocal变量设置了一个值，这其实设置的就是线程one本地内存中对于threadLocal变量的一个副本。这个副本是线程two访问不了的。

如果清除当前线程本地内存中的localVariable变量值，也就是执行localVariable.remove() ;则：

3、ThreadLocal实现原理

首先查看一下ThreadLocal类图结构

由该图可知，Thread类有一个ThreadLocals和inheritableThreadLocals，它们都是ThreadLocalMap类型的变量，而ThreadLocalMap是一个定制化的HashMap。在默认的情况下，每个线程中的两个变量都为null，只有当第一个线程调用ThreadLocal的set或者get方法时才会创建它们，其实每个线程得到本地变量不是存放在ThreadLocal实例里面，而是存放在具体的线程内存空间里。ThreadLocal就是一个工具壳，它通过set方法把value值存放在调用线程的threadlocals里面并存放起来，当调用线程调用它的get()方法的时候，再从当前线程的threadLocals变量里面将其拿出来使用。

分析set，get，remove逻辑

 //set
 public void set(T value) {
        //获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //将当前线程作为key,到ThreadLocalMap取查找对应的线程变量
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //如果找到，则设置
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else //第一次调用就创建当前线程所在的hashmap
            createMap(t, value);
    }

 //get
 public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }

 //remove
 public void remove() {
         ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         if (m != null)
             m.remove(this);
     }

在每一个线程内都有一个名为threadLocals的成员变量，该变量的类型为HashMap,其中的key为我们定义的threadLocal变量的this引用，value为我们使用set方法设置的值。每个线程的本地变量存放在自己的内存变量ThreadLocals中，如果当前线程一直不消亡，那么这些本地变量会一直存在，所有可能造成内存溢出。

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