详述ThreadLocal

Posted 2021-03-07 yimengxianzhi

ThreadLocal的作用和目的：用于实现线程内的数据共享，即对于相同的程序代码，多个模块在同一个线程中运行时要共享一份数据，而在另外线程中运行时又共享另外一份数据。

 

举一个反面例子，当我们使用简单的int类型存储线程间共享的数据，但在另外一个线程我们想共享另外一份数据，此时就会造成数据混淆的现象，如下：

package com.zzj.test;

import java.util.Random;

public class Test {
    
    private static int data;
    
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 1; i <= 2; i ++) {
            new Thread(() -> {
                data = new Random().nextInt();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has get data: " + data);
                new A().get();
                new B().get();
            }).start();
        }
    }
    
    private static class A{
        public void get() {
            System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName() + " has get data: " + data);
        }
    }
    
    private static class B{
        public void get() {
            System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName() + " has get data: " + data);
        }
    }
}

运行结果如下：

 

 而当我们使用ThreadLocal时，就不会出现数据混淆的现象：

public class Test {
    
    private static ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<>();
    
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 1; i <= 2; i ++) {
            new Thread(() -> {
                int data = new Random().nextInt();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has get data: " + data);
                tl.set(data);
                new A().get();
                new B().get();
            }).start();
        }
    }
    
    private static class A{
        public void get() {
            int data = tl.get();
            System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName() + " has get data: " + data);
        }
    }
    
    private static class B{
        public void get() {
            int data = tl.get();
            System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName() + " has get data: " + data);
        }
    }
}

结果如下：

 

我们找到ThreadLocal的源码，看看其基本运行原理：

    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);
     }

    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();
    }

    // 通过静态内部类实现变量与线程绑定
    static class ThreadLocalMap {...}

 ThreadLocal基本运行过程：每个线程调用全局ThreadLocal对象的set方法，就相当于往其内部的map中增加一条记录，key是各自的线程对象，value是各自的set方法传进去的值。在线程结束时可以调用ThreadLocal.clear()方法，这样会更快地释放内存，不调用在线程结束后也会自动释放相关的ThreadLocal变量。

 

结论--我们结合源码和上述两个例子可以看出：

ThreadLocal<T>其实是与线程绑定的一个变量。ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。但是ThreadLocal与synchronized有本质的区别。Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。Synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。

 

ThreadLocal的应用场景：把转出账户的余额减少，转入账户的余额增加，这两个操作在同一个事务中完成，它们必须使用相同的数据库连接对象，转入和转出操作的代码分别是两个不同的对象。