谈谈Java中的ThreadLocal
ThreadLocal介绍&跳出误区
ThreadLocal一般称为线程本地变量,它是一种特殊的线程绑定机制,将变量与线程绑定在一起,为每一个线程维护一个独立的变量副本。通过ThreadLocal可以将对象的可见范围限制在同一个线程内。
跳出误区
需要重点强调的的是,不要拿ThreadLocal和synchronized做类比,因为这种比较压根就是无意义的!sysnchronized是一种互斥同步机制,是为了保证在多线程环境下对于共享资源的正确访问。而ThreadLocal从本质上讲,无非是提供了一个“线程级”的变量作用域,它是一种线程封闭(每个线程独享变量)技术,更直白点讲,ThreadLocal可以理解为将对象的作用范围限制在一个线程上下文中,使得变量的作用域为“线程级”。
没有ThreadLocal的时候,一个线程在其声明周期内,可能穿过多个层级,多个方法,如果有个对象需要在此线程周期内多次调用,且是跨层级的(线程内共享),通常的做法是通过参数进行传递;而ThreadLocal将变量绑定在线程上,在一个线程周期内,无论“你身处何地”,只需通过其提供的get方法就可轻松获取到对象。极大地提高了对于“线程级变量”的访问便利性。
来看个简单的例子
假设我们要为每个线程关联一个唯一的序号,在每个线程周期内,我们需要多次访问这个序号,这时我们就可以使用ThreadLocal了.(当然下面这个例子没有完全体现出跨层级跨方法的调用,理解就可以了)
package concurrent; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; /**
* Created by chengxiao on 2016/12/12.
*/
public class ThreadLocalDemo {
public static void main(String []args){
for(int i=0;i<5;i++){
final Thread t = new Thread(){
@Override
public void run(){
System.out.println("当前线程:"+Thread.currentThread().getName()+",已分配ID:"+ThreadId.get());
}
};
t.start();
}
}
static class ThreadId{
//一个递增的序列,使用AtomicInger原子变量保证线程安全
private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);
//线程本地变量,为每个线程关联一个唯一的序号
private static final ThreadLocal<Integer> threadId =
new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return nextId.getAndIncrement();//相当于nextId++,由于nextId++这种操作是个复合操作而非原子操作,会有线程安全问题(可能在初始化时就获取到相同的ID,所以使用原子变量
}
}; //返回当前线程的唯一的序列,如果第一次get,会先调用initialValue,后面看源码就了解了
public static int get() {
return threadId.get();
}
}
}
执行结果,可以看到每个线程都分配到了一个唯一的ID,同时在此线程范围内的"任何地点",我们都可以通过ThreadId.get()这种方式直接获取。
当前线程:Thread-4,已分配ID:1
当前线程:Thread-0,已分配ID:0
当前线程:Thread-2,已分配ID:3
当前线程:Thread-1,已分配ID:4
当前线程:Thread-3,已分配ID:2
看看源码
set操作,为线程绑定变量
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();//1.首先获取当前线程对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);//2.获取该线程对象的ThreadLocalMap
if (map != null)
map.set(this, value);//如果map不为空,执行set操作,以当前threadLocal对象为key,实际存储对象为value进行set操作
else
createMap(t, value);//如果map为空,则为该线程创建ThreadLocalMap
}
可以看到,ThreadLocal不过是个入口,真正的变量是绑定在线程上的。
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;//线程对象持有ThreadLocalMap的引用
}
下面给是Thread类中的定义,每个线程对象都拥有一个ThreadLocalMap对象
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
现在,我们能看出ThreadLocal的设计思想了:
1.ThreadLocal仅仅是个变量访问的入口;
2.每一个Thread对象都有一个ThreadLocalMap对象,这个ThreadLocalMap持有对象的引用;
3.ThreadLocalMap以当前的threadlocal对象为key,以真正的存储对象为value。get时通过threadlocal实例就可以找到绑定在当前线程上的对象。
乍看上去,这种设计确实有些绕。我们完全可以在设计成Map<Thread,T>这种形式,一个线程对应一个存储对象。ThreadLocal这样设计的目的主要有两个:
一是可以保证当前线程结束时相关对象能尽快被回收;二是ThreadLocalMap中的元素会大大减少,我们都知道map过大更容易造成哈希冲突而导致性能变差。
我们再来看看get方法
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();//1.首先获取当前线程
ThreadLocalMap map = getMap(t);//2.获取线程的map对象
if (map != null) {//3.如果map不为空,以threadlocal实例为key获取到对应Entry,然后从Entry中取出对象即可。
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();//如果map为空,也就是第一次没有调用set直接get(或者调用过set,又调用了remove)时,为其设定初始值
}
setInitialValue
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();//获取初始值
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
initialValue方法,默认是null,访问权限是protected,即允许重写。
protected T initialValue() {
return null;
}
谈到这儿,我们应该已经对ThreadLocal的设计目的及设计思想有一定的了解了。
线程独享变量?
还有一个会引起疑惑的问题,我们说ThreadLocal为每一个线程维护一个独立的变量副本,那么是不是说各个线程之间真正的做到对于对象的“完全自治”而不对其他线程的对象产生影响呢?其实这已经不属于对于ThreadLocal的讨论,而是你出于何种目的去使用ThreadLocal。如果我们为一个线程关联的对象是“完全独享”的,也就是每个线程拥有一整套的新的 栈中的对象引用+堆中的对象,那么这种情况下是真正的彻底的“线程独享变量”,相当于一种深度拷贝,每个线程自己玩自己的,对该对象做任何的操作也不会对别的线程有任何影响。
另一种更普遍的情况,所谓的独享变量副本,其实也就是每个线程都拥有一个独立的对象引用,而堆中的对象还是线程间共享的,这种情况下,自然还是会涉及到对共享资源的访问操作,依然会有线程不安全的风险。所以说,ThreadLocal无法解决线程安全问题。
所以,需不需要完全独享变量,进行完全隔离,就取决于你的应用场景了。可以想象,对象过大的时候,如果每个线程都有这么一份“深拷贝”,并发又比较大,对于服务器的压力自然是很大的。像web开发中的servlet,servlet是线程不安全的,一请求一线程,多个线程共享一个servlet对象;而早期的CGI设计中,N个请求就对应N个对象,并发量大了之后性能自然就很差。
ThreadLocal在spring的事务管理,包括Hibernate的session管理等都有出现,在web开发中,有时会用来管理用户会话 HttpSession,web交互中这种典型的一请求一线程的场景似乎比较适合使用ThreadLocal,但是需要特别注意的是,由于此时session与线程关联,而tomcat这些web服务器多会采用线程池机制,也就是说线程是可复用的,所以在每一次进入的时候都需要重新进行set,或者在结束时及时remove。
谈谈Java中的ThreadLocal的更多相关文章
- 谈谈JAVA中的安全发布
谈谈JAVA中的安全发布 昨天看到一篇文章阐述技术类资料的"等级",看完之后很有共鸣.再加上最近在工作中越发觉得线程安全性的重要性和难以捉摸,又掏出了<Java并发编程实战& ...
- 谈谈java中静态变量与静态方法在有继承关系的两个类中调用
谈谈java中静态变量与静态方法在有继承关系的两个类中调用 学习的中如果遇到不明白或者不清楚的的时候,就是自己做些测试,自己去试试,这次我就做一个关于静态变量和静态方法在有继承关系的两个类中的问题测试 ...
- 谈谈java中成员变量与成员方法继承的问题
谈谈java中成员变量与成员方法继承的问题 关于成员变量和成员方法的的继承问题,我也可以做一个小测试,来看看结果. 首先我们先创建一个父类:
- Java中的ThreadLocal深入理解
提到ThreadLocal,有些Android或者Java程序员可能有所陌生,可能会提出种种问题,它是做什么的,是不是和线程有关,怎么使用呢?等等问题,本文将总结一下我对ThreadLocal的理解和 ...
- 谈谈Java引用和Threadlocal的那些事
1 背景 某一天在某一个群里面的某个群友突然提出了一个问题:"threadlocal的key是虚引用,那么在threadlocal.get()的时候,发生GC之后,key是否是null?&q ...
- 理解Java中的ThreadLocal
提到ThreadLocal,有些Android或者Java程序员可能有所陌生,可能会提出种种问题,它是做什么的,是不是和线程有关,怎么使用呢?等等问题,本文将总结一下我对ThreadLocal的理解和 ...
- Java中的ThreadLocal详解
一.ThreadLocal简介 多线程访问同一个共享变量的时候容易出现并发问题,特别是多个线程对一个变量进行写入的时候,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额外的同步措施才能保证线 ...
- 谈谈java中的WeakReference
Java语言中为对象的引用分为了四个级别,分别为 强引用 .软引用.弱引用.虚引用. 本文只针对java中的弱引用进行一些分析,如有出入还请多指正. 在分析弱引用之前,先阐述一个概念:什么是对象可到达 ...
- 谈谈java中遍历Map的几种方法
java中的map遍历有多种方法,从最早的Iterator,到java5支持的foreach,再到java8 Lambda,让我们一起来看下具体的用法以及各自的优缺点 先初始化一个map public ...
随机推荐
- 第二篇:Entity Framework CodeFirst & Model 映射
前一篇 第一篇:Entity Framework 简介 我有讲到,ORM 最关键的 Mapping,也提到了最早实现Mapping的技术,就是 特性 + 反射,那Entity Framework 实现 ...
- ComponentOne 2016 V2发布了!
火热的夏季迎了ComponentOne今年的第2个重大发布.这次发布包含了一些非常棒的新控件以及很多大的功能增强. 快来下载免费试用版体验吧! FlexChart(UWP.WPF.WinForms ...
- jquery——左右按钮点击切换一组图片功能
一.最终效果 二.功能分析 1.需求分析 点击左边pre按钮,显示前面三个图片,点击右边的next按钮,显示后面的一组(三个)图片.初始化只显示next按钮,到最后一组只显示pre按钮,中间过程两按钮 ...
- php中用GD绘制折线图
php中用GD绘制折线图,代码如下: Class Chart{ private $image; // 定义图像 private $title; // 定义标题 private $ydata; // 定 ...
- Linux-安装Oracle(CentOS-Oracle 12c)
第一步:网络连接,在我的上一篇博客中有介绍,不再多说. 网络连接的目的:为了能使用yum命令,在网上直接下载文件. 第二步:前往oracle官网下载12c database服务器端的两个文件:(安装在 ...
- 使用java操作MongoDB
1.环境准备 下载mongoDB对Java支持的驱动包 驱动包下载地址:https://github.com/mongodb/mongo-java-driver/downloads 2.查询集合中所有 ...
- CSS3动画属性Transform解读
无论你是前端还是设计师,相信你在网页二维空间上的操作早已经得心应手,JS处理时间线的动画也早已经 烂熟于胸.从今天开始,我跟大家分享一些“新”的东西,网页的第三个维度,以及纯CSS实现的动画.限于篇幅 ...
- Java学习心得之 HttpClient的GET和POST请求
作者:枫雪庭 出处:http://www.cnblogs.com/FengXueTing-px/ 欢迎转载 Java学习心得之 HttpClient的GET和POST请求 1. 前言2. GET请求3 ...
- .net 配置文件设计工具 Configuration Section Designer
Configuration Section Designer 简称 CSD 下载及英文介绍地址点击我 以下为简单使用说明 选择自己需要的版本安装好该设计插件之后重启vs 新建选择 在工具栏里选择想使用 ...
- Android内存泄漏
Java是垃圾回收语言的一种,其优点是开发者无需特意管理内存分配,降低了应用由于局部故障(segmentation fault)导致崩溃,同时防止未释放的内存把堆栈(heap)挤爆的可能,所以写出来的 ...