Java并发编程——ThreadLocal
ThreadLocal
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概述
一、对ThreadLocal的理解
1.1 ThreadLocal在JDK中的定义
1.2 应用场景
二、深入分析ThreaLocal类
2.1 get()
2.2 setIntialValue()
2.3 ThreadLocal类是如何为每个线程创建变量副本
三、ThreadLocal的应用场景
3.1 数据库连接问题
3.2 Session管理
3.3 Thread-per-Request(一个请求对应一个服务器线程)
四、ThreadLocal的一般使用步骤
概述
本文借鉴了Java 并发编程这篇博主专栏的文章，他的专栏写的很好，推荐！
ThreadLocal 又名 线程局部变量 ，是 Java 中一种较为特殊的线程绑定机制，可以为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本，并且每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会与其它线程的副本发生冲突。
一般而言，通过 ThreadLocal 存取的数据总是与当前线程相关，也就是说，JVM 为每个运行的线程绑定了私有的本地实例存取空间，从而为多线程环境常出现的并发访问问题提供了一种 隔离机制 。
如果某个变量要被某个线程独享，那么我们就可以通过ThreadLocal来实现本地存储功能；
一、对ThreadLocal的理解
1.1 ThreadLocal在JDK中的定义
每个线程都有关于该 ThreadLocal变量 的私有值 ，并且对其他线程是不可见的；
ThreadLocal 可以给定一个独立于变量的初始值，这样每个线程就会获得这个初始化值的一个拷贝，并且每个线程对这个值的修改对其他线程是不可见的；
ThreadLocal的一个重要作用是就是将类的状态与线程关联起来，解决方案就是在这个类中定义一个 private static ThreadLocal 实例；
1.2 应用场景
类 ThreadLocal 主要解决的就是为每个线程绑定自己的值，以方便其处理自己的状态；
形象地讲，可以将 ThreadLocal变量 比喻成全局存放数据的盒子，盒子中可以存储每个线程的私有数据。例如，以下类用于生成对每个线程唯一的局部标识符。线程 ID 是在第一次调用 uniqueNum.get() 时分配的，在后续调用中不会更改；
二、深入分析ThreaLocal类
ThreadLocal中，一共提供了四个方法：
public T get() { }
public void set(T value){ }
public void remove(){ }
protected T initialValue{ }
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get() 获取ThreadLocal变量在当前线程中保存的值；
set() 设置ThreadLocal在当前线程的值；
remove() 用来移除当前线程中相关ThreadLocal变量；
initialValue() 是一个protected方法，一般需要重写；
2.1 get()
源码如下：
public T get(){
Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线程对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if(map!=null){
//从当前线程的ThreadLocalMap获取该thread-local variable对应的entry
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if(e!=null)
return (T)e.value;//取得目标值
}
return setInitialValue();
}
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2.2 setIntialValue()
private T setIntialValue(){
T value = initialValue(); //默认实现返回null
Thread t = Thread.currentThread();//获得当前线程；
ThreadLocalMap map = getMap(t);//得到当前线程ThreadLocalMap类型域threadLocals
if(map!=null)
map.set(this,value);//该 map 的键是当前 ThreadLocal 对象
else
createMap(t,value);
return value;
}
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initialValue()
protected T initialValue() {
return null; // 默认实现返回 null
}
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createMap()
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); // this 指代当前 ThreadLocal 变量，为 map 的键
}
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2.3 ThreadLocal类是如何为每个线程创建变量副本
每个线程内部有一个 ThreadLocal.ThreadLocalMap 类型的成员变量 threadLocals，这个 threadLocals 存储了与该线程相关的所有 ThreadLocal 变量及其对应的值（”ThreadLocal 变量及其对应的值” 就是该Map中的一个 Entry）。 Key 是 ThreadLocal 变量， Value 是该 ThreadLocal 变量对应的值；
初始时，Thread里面的threadlocals为空，当ThreadLocal变量调用**get()方法或者set()**就会对Thread类中的threadlocals进行初始化，并且以当前ThreadLocal变量为键值，以ThreadLocal要保存的值为value，存到 threadLocals；
然后在当前线程里面，如果要使用ThreadLocal对象，就可以通过get方法获得该线程的threadLocals，然后以该ThreadLocal对象为键取得其对应的 Value，也就是ThreadLocal对象中所存储的值；
三、ThreadLocal的应用场景
Java 中，类 ThreadLocal 解决的是变量在不同线程间的隔离性。最常见的 ThreadLocal 使用场景有 数据库连接问题、Session管理等。
3.1 数据库连接问题
private static ThreadLocal
public Connection initialValue() {
return DriverManager.getConnection(DB_URL);
}
};
public static Connection getConnection() {
return connectionHolder.get();
}
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3.2 Session管理
private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();
public static Session getSession() throws InfrastructureException {
Session s = (Session) threadSession.get();
try {
if (s == null) {
s = getSessionFactory().openSession();
threadSession.set(s);
}
} catch (HibernateException ex) {
throw new InfrastructureException(ex);
}
return s;
}
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3.3 Thread-per-Request(一个请求对应一个服务器线程)
在经典Web交互模型中，请求的处理基本上采用的都是“一个请求对应一个服务器线程”的处理方式，因此就可以将请求设置成类似ThreadLocal的形式，这样，当某个服务器线程来处理请求时，就可以独享该请求的处理；
四、ThreadLocal的一般使用步骤
ThreadLocal使用步骤一般分为三步：
创建一个ThreadLocal对象threadXxx,用来保存线程间需要隔离处理的对象xxx;
提供一个获取要隔离访问的数据的方法 getXxx()，在方法中判断，若 ThreadLocal对象为null时候，应该 new() 一个隔离访问类型的对象;
在线程类的run()方法中，通过getXxx()方法获取要操作的数据，这样可以保证每个线程对应一个数据对象，在任何时刻都操作的是这个对象，不会交叉。
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