个人中心
gpt4 book ai didi

java并发编程之ThreadLocal详解

转载 作者：qq735679552 更新时间：2022-09-27 22:32:09 29 4
gpt4 key购买 nike

CFSDN坚持开源创造价值，我们致力于搭建一个资源共享平台，让每一个IT人在这里找到属于你的精彩世界.

这篇CFSDN的博客文章java并发编程之ThreadLocal详解由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

ThreadLocal是什么？

该类提供了线程局部 (thread-local) 变量。这些变量不同于它们的普通对应物，因为访问某个变量（通过其 get 或 set 方法）的每个线程都有自己的局部变量，它独立于变量的初始化副本。ThreadLocal 实例通常是类中的 private static 字段，它们希望将状态与某一个线程（例如，用户 ID 或事务 ID）相关联.

以上来源官方API。大概可以总结为两点:

  • 1.ThreadLocal提供get/set方法，可以访问属于当前线程的变量，也就是可以保证每个线程的变量不一样。
  • 2.ThreadLocal使用时通常定义为private static的。

从字面意思理解，可能会将ThreadLocal认为是本地线程，其实ThreadLocal并不是线程，而是线程Thread的局部变量.

如何使用

首先，定义一个private static的ThreadLocal对象.

?
1
private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();

然后每个线程可以将当前线程需要存放在局部变量中，并且可以从中获取.

?
1
2
3
4
public void setAndGet(String name) {
     threadLocal.set(name);
     String s = threadLocal.get();
}

最后在使用完之后，需要将ThreadLocal中的值移除.

?
1
2
3
public void remove() {
     threadLocal.remove();
}

原理

那么ThreadLocal是如何做到保证每个线程get出来的数据不一样的呢？我们通过源码来看一下.

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
public void set(T value) {
     Thread t = Thread.currentThread();
     // 通过当前线程获取出来一个ThreadLocalMap
     ThreadLocalMap map = getMap(t);
     if (map != null )
         map.set( this , value);
     else
         createMap(t, value);
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
     t.threadLocals = new ThreadLocalMap( this , firstValue);
}

我们发现在set方法中，会创建一个ThreadLocalMap，然后将要设置的值放在这个Map中，而当前这个ThreadLocal对象作为key； 。

然后再将这个ThreadLocalMap赋值给Thread的threadLocals里。如果去看Thread类的代码会发现，在Thread类中存在两个变量threadLocals和inheritableThreadLocals，它们的类型就是ThreadLocal.ThreadLocalMap。通过下图可以看出Thread，ThreadLocal，ThreadLocalMap三者的关系.

java并发编程之ThreadLocal详解

这时候我们再看看get()和remove()方法的代码.

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
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();
}
 
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
     return t.threadLocals;
}
 
public void remove() {
     ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
     if (m != null )
         m.remove( this );
}

可以看出来，和我们上面图中的结构一样，get()方法就是从Thread中取出来ThreadLocalMap，然后通过ThreadLocal对象作为Key取出值；remove()方法则是取出ThreadLocalMap将ThreadLocal对应的数据移除.

那么ThreadLocalMap到底是什么呢？是java.util.Map接口的子类吗？我们来看源码.

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
static class ThreadLocalMap {
        
     static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
         /** The value associated with this ThreadLocal. */
         Object value;
         Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
             super (k);
             value = v;
         }
     }
     private static final int INITIAL_CAPACITY = 16 ;
     private Entry[] table;
     private int size = 0 ;
     private int threshold; // Default to 0
     // 省略其他代码
}

通过源码发现，ThreadLocalMap并没有实现Map接口，也没有集成其他任何的Map类。是定义在ThreadLocal类中的一个静态内部类。而它的结构和HashMap结构极其相似。有一个Entry[]数组存放数据。而这个Entry类是继承自WeakReference类的子类，这一点和HashMap有所不同.

ThreadLocalMap和HashMap结构有很多不同，但是还有一点和HashMap不一样，我们来看一下ThreadLocalMap的set方法.

?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
     Entry[] tab = table;
     int len = tab.length;
     // 计算key对应放在tab中的下标
     int i = key.threadLocalHashCode & (len- 1 );
 
     //循环遍历tab,首先获取到下标i对应的对象，如果不为空,则执行循环体
     // 如果不是相同的threadLocal或者位置失效，则要寻找下一个位置。
     for (Entry e = tab[i];
          e != null ;
          e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
         ThreadLocal<?> k = e.get();
         // 判断与当前ThreadLocal是否是同一个对象，如果是则进行值替换，结束
         if (k == key) {
             e.value = value;
             return ;
         }
         // 如果k==null代表threadLocal的key失效了，将失效的key进行替换
         if (k == null ) {
             replaceStaleEntry(key, value, i);
             return ;
         }
     }
 
     tab[i] = new Entry(key, value);
     int sz = ++size;
     if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
         rehash();
}

代码中循环遍历tab,首先获取到下标i对应的对象，如果不为空,则执行循环体，如果在循环体中的两个条件都不满足，则会执行nextIndex()方法，这个方法的代码如下:

?
1
2
3
private static int nextIndex( int i, int len) {
     return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0 );
}

这个方法的逻辑就是开放寻址法。而HashMap则是通过拉链法和rehash来做的.

哪些场景使用

通过上面的内容基本可以掌握ThreadLocal的基本用法，那么ThreadLocal主要在什么场景中使用呢.

ThreadLocal的作用通过以上了解我们知道主要是用来做线程间数据隔离。那么在什么场景下能用到线程隔离呢?

首先想到的就是SimpleDateFormat这个工具类，它不是线程安全的，可以通过ThreadLocal在每个线程中放一份，保证线程安全.

还有比如说用户登录的session，或者token数据，只数据当前会话线程，也可以通过ThreadLocal存储.

再比如在某些场景下，上下文数据在不同方法之间调用，传递起来非常麻烦，可以通过ThreadLocal存放，只需要在需要用到的地方获取就可以.

除了这些场景，在某些框架源码中也会使用到，比如Spring中的事务也主要是通过ThreadLocal和面向切面编程AOP实现的，感兴趣的同学可以查看源码了解.

避免踩坑

内存泄漏

ThreadLocalMap中的Entry的Key是一个弱引用，因此如果在使用后不调用remove方法清除掉会导致对应的value内存泄漏。所以在使用完以后一定要记得调用remove方法清除数据.

java并发编程之ThreadLocal详解

以上就是java并发编程之ThreadLocal详解的详细内容，更多关于java并发编程 ThreadLocal的资料请关注我其它相关文章！ 。

原文链接：https://www.cnblogs.com/heiz123/p/15209905.html 。

最后此篇关于java并发编程之ThreadLocal详解的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于java并发编程之ThreadLocal详解的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。

29 4 0
文章推荐： 基于java springboot+mybatis实现旅行平台前台+后台
文章推荐： 通过 plsql 连接远程 Oracle数据库的多种方法
文章推荐： Linux 5.15 有望合并 Memory Folios，可使内核构建速度提升 7%
文章推荐： MySQL数据库 Load Data 多种用法
qq735679552
个人简介

我是一名优秀的程序员,十分优秀！

滴滴打车优惠券免费领取
滴滴打车优惠券
Copyright 2021 - 2024 cfsdn All Rights Reserved 蜀ICP备2022000587号
广告合作:1813099741@qq.com 6ren.com