ThreadLocal · java学习摘记

ThreadLocal是什么呢？其实ThreadLocal不是一个线程的本地实现版本，也不是一个Thread。 ThreadLocal的目的就是为每一个使用ThreadLocal的线程都提供一个值，让该值和使用它的线程绑定，当然每一个线程都可以独立地改变它绑定的值。主要函数 | Public Methods | | | | | -- | -- | | T | get() Returns the value of this variable for the current thread. 返回当前线程的线程局部变量副本| | void | remove() Removes the entry for this variable in the current thread. 如果我们想把ThreadLocal所绑定的对象的引用清空，请不要粗暴的把ThreadLocal设置null,而应该调用remove()方法| | void |set(T value) Sets the value of this variable for the current thread.设置当前线程的线程局部变量副本的值 | | Protected Methods | | | | | -- | -- | | T | initialValue() Provides the initial value of this variable for the current thread. 该方法返回当前线程在该线程局部变量的初始值。这个方法是一个延迟调用方法，在一个线程第1次调用get()且此时还没调用set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中返回的是null。该方法是一个protected的方法，它主要是为设置局部变量的初始值提供方便。| ThreadLocal是如何做到让每一个线程和一个值绑定的呢？其实实现的思路很简单，在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量的副本。比如下面的示例实现：示例1： ~~~ public class ThreadLocal { private Map values = Collections.synchronizedMap(new HashMap()); public Object get() { Thread curThread = Thread.currentThread(); Object o = values.get(curThread); if (o == null && !values.containsKey(curThread)) { o = initialValue(); values.put(curThread, o); } return o; } public void set(Object newValue) { values.put(Thread.currentThread(), newValue); } public Object initialValue() { return null; } } ~~~ 注意：以上只是一个粗略的实现。我觉得上面的没有必要使用Collections.synchronizedMap。因为不同的线程不可能对HashMap的同一项进行操作。在JDK中的ThreadLocal的实现感觉很巧妙：下面是去掉了注释后ThreadLocal的代码 ~~~ public class ThreadLocal { private final int threadLocalHashCode = nextHashCode(); private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger(); private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647; private static int nextHashCode() { return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT); } protected T initialValue() { return null; } public ThreadLocal() { } public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) return (T)e.value; } return setInitialValue(); } private T setInitialValue() { T value = initialValue(); Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); return value; } public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); } public void remove() { ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); if (m != null) m.remove(this); } ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; } void createMap(Thread t, T firstValue) { t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); } static ThreadLocalMap createInheritedMap(ThreadLocalMap parentMap) { return new ThreadLocalMap(parentMap); } T childValue(T parentValue) { throw new UnsupportedOperationException(); } ~~~ 注意1：每个线程有个ThreadLocalMap threadLocals，它是把ThreadLocal作为threadLocals键值在使用的。这点比示例1的算法先进多。它没有了同步问题。因为它被创建后根本就没读写操作。注意2：ThreadLocalMap就在ThreadLocal中，但是它并没有使用HashMap，它使用的算法有复杂，没看明白。注意3：如果我们对hashcode不是通过该对象的成员生成，而是使其自动生成时，且采用取余形式得到哈希值，增量（HASH_INCREMENT）最好是个素数。这样增量的才不能被任何才小于取余值（哈希表的长度）整除，否则会哈希到同一个桶中。 ThreadLocalMap中就是对hashcode取余的方式得到哈希值的。 ~~~ int len = tab.length; int i = key.hashCode & (len-1); ~~~ 因为 ~~~ /** * The initial capacity -- MUST be a power of two. */ private static final int INITIAL_CAPACITY = 16; ~~~ 所以上面的"int i = key.hashCode & (len-1);"相当于"int i = key.hashCode %len;" 虽然"HASH_INCREMENT"不是个素数，但是它却不能被tab.length（它等于2的n此方且大于等于16）被整除的。注意4：ThreadLocalMap中采用的是弱引用 ~~~ static class Entry extends WeakReference { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value; Entry(ThreadLocal k, Object v) { super(k); value = v; } } ~~~ 注意5：JDK为什么不使用hashMap或WeakHashMap，而是自己写了ThreadLocalMap。应该主要是为提供了对不同key（这里是ThreadLocal）对象的但hashCode相同的存储的支持。如果希望线程局部变量初始化其它值，那么需要自己实现ThreadLocal的子类并重写initialValue()该方法，通常使用一个内部匿名类对ThreadLocal进行子类化，比如下面的例子，SerialNum类为每一个类分配一个序号： Java代码 ~~~ public class SerialNum { ： // The next serial number to be assigned private static int nextSerialNum = 0; private static ThreadLocal serialNum = new ThreadLocal() { protected synchronized Object initialValue() { return new Integer(nextSerialNum++); } }; public static int get() { return ((Integer) (serialNum.get())).intValue(); } } ~~~ SerialNum类的使用将非常地简单，因为get()方法是static的，所以在需要获取当前线程的序号时，简单地调用： Java代码 int serial = SerialNum.get(); 即可。使用方法一 Hibernate的文档中关于使ThreadLocal管理多线程访问的部分。具体代码如下 ~~~ public static final ThreadLocal session = new ThreadLocal(); public static Session currentSession() { Session s = (Session)session.get(); //open a new session,if this session has none if(s == null){ s = sessionFactory.openSession(); session.set(s); } return s; } ~~~ 我们逐行分析 1。初始化一个ThreadLocal对象，ThreadLocal有三个成员方法 get()、set()、initialvalue()。如果不初始化initialvalue，则initialvalue返回null。 3。 session的get根据当前线程返回其对应的线程内部变量，也就是我们需要的net.sf.hibernate.Session（相当于对应每个数据库连接）. 多线程情况下共享数据库链接是不安全的。ThreadLocal保证了每个线程都有自己的s（数据库连接）。 5。如果是该线程初次访问，自然，s（数据库连接）会是null，接着创建一个Session，具体就是行6。 6。创建一个数据库连接实例 s 7。保存该数据库连接s到ThreadLocal中。 8。如果当前线程已经访问过数据库了，则从session中get()就可以获取该线程上次获取过的连接实例。使用方法二当要给线程初始化一个特殊值时，需要自己实现ThreadLocal的子类并重写该方法，通常使用一个内部匿名类对ThreadLocal进行子类化，EasyDBO中创建jdbc连接上下文就是这样做的： ~~~ public class JDBCContext{ private static Logger logger = Logger.getLogger(JDBCContext.class); private DataSource ds; protected Connection connection; private boolean isValid = true; private static ThreadLocal jdbcContext; private JDBCContext(DataSource ds){ this.ds = ds; createConnection(); } public static JDBCContext getJdbcContext(javax.sql.DataSource ds) { if(jdbcContext==null)jdbcContext=new JDBCContextThreadLocal(ds); JDBCContext context = (JDBCContext) jdbcContext.get(); if (context == null) { context = new JDBCContext(ds); jdbcContext.set(context); } return context; } private static class JDBCContextThreadLocal extends ThreadLocal { public javax.sql.DataSource ds; public JDBCContextThreadLocal(javax.sql.DataSource ds) { this.ds=ds; } protected synchronized Object initialValue() { return new JDBCContext(ds); } } } ~~~ 使用单例模式，不同的线程调用getJdbcContext()获得自己的jdbcContext，都是通过JDBCContextThreadLocal内置子类来获得JDBCContext对象的线程局部变量总结 ThreadLocal和同步机制，两者面向的问题领域不同。同步机制是为了同步多个线程对相同资源的并发访问，是为了多个线程之间进行通信的有效方式；而ThreadLocal是隔离多个线程的数据共享，从根本上就不在多个线程之间共享资源（变量），这样当然不需要对多个线程进行同步了。所以，如果你需要进行多个线程之间进行通信，则使用同步机制；如果需要隔离多个线程之间的共享冲突，可以使用ThreadLocal，这将极大地简化你的程序，使程序更加易读、简洁。如果我们想把ThreadLocal所绑定的对象的引用清空，请不要粗暴的把ThreadLocal引用设置null,而应该调用remove()方法。否则会造成内存泄露。关于此的更多内容请参考《**[ThreadLocal的内存泄露](http://hubingforever.blog.163.com/blog/static/1710405792011102411334093/ "阅读全文")**》