线程安全的解决方案（ThreadLocal详解）

Posted 2021-06-26 秃头小宝儿

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了线程安全的解决方案（ThreadLocal详解）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

ThreadLocal

1.线程安全的解决方案

1.线程安全的解决方案

1.加锁(synchronized 、Lock：加锁可以解决线程安全的问题，但因为排队处理，所以会带来一定的性能消耗)

2.设置私有变量

有没有一种方案既可以避免加锁排队执行，又不会每次执行任务都需要重新创建私有变量呢？

答：有。ThreadLocal线程的本地变量，每个线程创建一个私有变量（以1000个任务10个线程池的实例来说，使用ThreadLocal就是创建10个SimpleDateFormat对象）。

（1）选择ThreadLocal还是锁？

就要看创建实例对象之后的复用率，复用率高就使用ThreadLocal。
如：实现1000个任务的时间格式化。–>线程池、SimpleDateFormat(全局)—>线程不安全的问题

（2）ThreadLocal的使用方法

1.set(): 将私有变量设置到线程。（给线程中存线程变量的）
2.get(): 获取线程中的私有变量。
3.remove(): 将私有变量从线程中移除。

public class ThreadPoolDemo {
    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> threadLocal=new ThreadLocal<>();
    public static void main(String[] args) {
        //设置私有变量
        threadLocal.set(new SimpleDateFormat("mm:ss"));
        //得到ThreadLocal
        SimpleDateFormat simpleDateFormat=threadLocal.get();
        Date date=new Date(1000);
        String result=simpleDateFormat.format(date);
        System.out.println("时间："+result);
    }
}

//创建线程私有变量
    private static ThreadLocal<String> threadLocal=new ThreadLocal<>();
    public static void main(String[] args) {
        //定义公共任务
        Runnable runnable=new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //的到线程名称
                String tname=Thread.currentThread().getName();
                System.out.println(tname+"设置值："+tname);
                //设置线程的名称
                threadLocal.set(tname);
            }
        };
        Thread t1=new Thread(runnable);
        t1.start();
        Thread t2=new Thread(runnable);
        t2.start();
    }

运行结果：
在这里插入图片描述运行多次后：

（3）ThreadLocal的创建和初始化

1.当ThreadLocal中出现set方法后，所有类型的初始化方法就不会执行了。
原因：ThreadLocal在执行get方法的时候，才会判断并调用初始化方法。

在这里插入图片描述 创建并初始化ThreadLocal:

（4）ThreadLocal的底层实现及使用场景

ThreadLocal的底层是由ThreadLocalMap实现的。
ThreadLocal的底层使用斐波那契数（黄金分割数） 实现hash算法。

在这里插入图片描述 ThreadLocal经典使用场景：

1.解决线程不安全的问题。
2.线程级别的数据传送（可以实现一定程度的解耦）

（5）ThreadLocal的缺点

1.不可继承性（子线程不能继承主线程的私有变量）。

public class threadLocalDemo76 {
    private static ThreadLocal threadLocal=new ThreadLocal();

    public static void main(String[] args) {
        //在主线程里面设置值
        threadLocal.set("Java");
        Thread t1=new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("获取值："+threadLocal.get());
            }
        });
        t1.start();
    }
}

在这里插入图片描述
解决方案：InheritableThreadLocal

public class ThreadLocalDemo77 {
    private static ThreadLocal threadLocal=new InheritableThreadLocal();

    public static void main(String[] args) {
        //在主线程里面设置值
        threadLocal.set("Java");
        Thread t1=new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("获取值："+threadLocal.get());
            }
        });
        t1.start();
    }
}

在这里插入图片描述
2.脏读（一个程序的任务执行当中，读取了上一个（其他）任务的数据）。
（1）脏读产生的原因：

线程池复用了线程，和这个线程相关的静态属性也复用，所以就导致了脏读。

（2）脏读的解决方法：

1.避免使用静态变量。
2.使用完后，执行**remove()**方法

public class ThreadLocalDemo80 {

    static ThreadLocal<String> threadLocal=new ThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor=new ThreadPoolExecutor(1,1,0,
                TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingDeque<>(1000));
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            threadPoolExecutor.submit(new MyThreadLocal());
        }

        Thread t1=new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                MyThreadLocal myThreadLocal=new MyThreadLocal();
                myThreadLocal.show();
            }
        });
        t1.start();
        Thread t2=new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                MyThreadLocal myThreadLocal=new MyThreadLocal();
                myThreadLocal.show();
            }
        });
        t2.start();
    }
    static class MyThreadLocal extends Thread{
        private static boolean flag=false;
        public void show(){
            String tname=this.getName();
            String rname=Thread.currentThread().getName();
            if(!flag){
                threadLocal.set(tname);
                System.out.println(tname+"设置了："+tname);
                flag=true;
            }
            System.out.println(tname+"得到了："+threadLocal.get());
            threadLocal.remove();
        }
    }
}

在这里插入图片描述
3.内存溢出。使用remove()方法释放资源
（1）原因：

1.线程池是长生命周期。当一个线程使用完资源之后，没有释放资源，或者说释放资源不及时就会导致内存溢出。
2.ThreadLocal -> ThreadLocalMap -> Entry[] ->key(ThreadLocal),value(1mb资源)->(垃圾回收器就不会回收value资源)