深入研究java.lang.ThreadLocal类（转）
深入研究java.lang.ThreadLocal类??一、概述?ThreadLocal是什么呢？其实ThreadLocal并非是一个线程的本地实现版本，它并不是一个Thread，而是threadlocalvariable(线程局部变量)。也许把它命名为ThreadLocalVar更加合适。线程局部变量(ThreadLocal)其实的功用非常简单，就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本，是Java中一种较为特殊的线程绑定机制，是每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会和其它线程的副本冲突。?从线程的角度看，每个线程都保持一个对其线程局部变量副本的隐式引用，只要线程是活动的并且 ThreadLocal 实例是可访问的；在线程消失之后，其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收（除非存在对这些副本的其他引用）。?通过ThreadLocal存取的数据，总是与当前线程相关，也就是说，JVM 为每个运行的线程，绑定了私有的本地实例存取空间，从而为多线程环境常出现的并发访问问题提供了一种隔离机制。?ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？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。?概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。?二、API说明?ThreadLocal() ????????? 创建一个线程本地变量。?T get() ????????? 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值，如果这是线程第一次调用该方法，则创建并初始化此副本。 ?protected? T initialValue() ????????? 返回此线程局部变量的当前线程的初始值。最多在每次访问线程来获得每个线程局部变量时调用此方法一次，即线程第一次使用 get() 方法访问变量的时候。如果线程先于 get 方法调用 set(T) 方法，则不会在线程中再调用 initialValue 方法。 ??? 若该实现只返回 null；如果程序员希望将线程局部变量初始化为 null 以外的某个值，则必须为 ThreadLocal 创建子类，并重写此方法。通常，将使用匿名内部类。initialValue 的典型实现将调用一个适当的构造方法，并返回新构造的对象。?void remove() ????????? 移除此线程局部变量的值。这可能有助于减少线程局部变量的存储需求。如果再次访问此线程局部变量，那么在默认情况下它将拥有其 initialValue。 ?void set(T value) ????????? 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。许多应用程序不需要这项功能，它们只依赖于 initialValue() 方法来设置线程局部变量的值。 ?在程序中一般都重写initialValue方法，以给定一个特定的初始值。??三、典型实例?1、Hiberante的Session 工具类HibernateUtil这个类是Hibernate官方文档中HibernateUtil类，用于session管理。?public class HibernateUtil {??? private static Log log = LogFactory.getLog(HibernateUtil.class);??? private static final SessionFactory sessionFactory;???? //定义SessionFactory???? static {
??????? try {
??????????? // 通过默认配置文件hibernate.cfg.xml创建SessionFactory
??????????? sessionFactory = new Configuration().configure().buildSessionFactory();
??????? } catch (Throwable ex) {
??????????? log.error("初始化SessionFactory失败！", ex);
??????????? throw new ExceptionInInitializerError(ex);
??????? }
??? }
??? //创建线程局部变量session，用来保存Hibernate的Session
??? public static final ThreadLocal session = new ThreadLocal();???? /**
???? * 获取当前线程中的Session
???? * @return Session
???? * @throws HibernateException
???? */
??? public static Session currentSession() throws HibernateException {
??????? Session s = (Session) session.get();
??????? // 如果Session还没有打开，则新开一个Session
??????? if (s == null) {
??????????? s = sessionFactory.openSession();
??????????? session.set(s);???????? //将新开的Session保存到线程局部变量中
??????? }
??????? return s;
??? }???? public static void closeSession() throws HibernateException {
??????? //获取线程局部变量，并强制转换为Session类型
??????? Session s = (Session) session.get();
??????? session.set(null);
??????? if (s != null)
??????????? s.close();
??? }
}
?在这个类中，由于没有重写ThreadLocal的initialValue()方法，则首次创建线程局部变量session其初始值为null，第一次调用currentSession()的时候，线程局部变量的get()方法也为null。因此，对session做了判断，如果为null，则新开一个Session，并保存到线程局部变量session中，这一步非常的关键，这也是“public static final ThreadLocal session = new ThreadLocal()”所创建对象session能强制转换为Hibernate Session对象的原因。?2、另外一个实例创建一个Bean，通过不同的线程对象设置Bean属性，保证各个线程Bean对象的独立性。?/**
?* Created by IntelliJ IDEA.
?* User: leizhimin
?* Date: 2007-11-23
?* Time: 10:45:02
?* 学生
?*/
public class Student {
??? private int age = 0;?? //年龄???? public int getAge() {
??????? return this.age;
??? }???? public void setAge(int age) {
??????? this.age = age;
??? }
}?/**
?* Created by IntelliJ IDEA.
?* User: leizhimin
?* Date: 2007-11-23
?* Time: 10:53:33
?* 多线程下测试程序
?*/
public class ThreadLocalDemo implements Runnable {
??? //创建线程局部变量studentLocal，在后面你会发现用来保存Student对象
??? private final static ThreadLocal studentLocal = new ThreadLocal();???? public static void main(String[] agrs) {
??????? ThreadLocalDemo td = new ThreadLocalDemo();
??????? Thread t1 = new Thread(td, "a");
??????? Thread t2 = new Thread(td, "b");
??????? t1.start();
??????? t2.start();
??? }???? public void run() {
??????? accessStudent();
??? }???? /**
???? * 示例业务方法，用来测试
???? */
??? public void accessStudent() {
??????? //获取当前线程的名字
??????? String currentThreadName = Thread.currentThread().getName();
??????? System.out.println(currentThreadName + " is running!");??????? //产生一个随机数并打印
??????? Random random = new Random();
??????? int age = random.nextInt(100);
??????? System.out.println("thread " + currentThreadName + " set age to:" + age);??????? //获取一个Student对象，并将随机数年龄插入到对象属性中
??????? Student student = getStudent();
??????? student.setAge(age);
??????? System.out.println("thread " + currentThreadName + " first read age is:" + student.getAge());
??????? try {
??????????? Thread.sleep(500);
??????? }
??????? catch (InterruptedException ex) {
??????????? ex.printStackTrace();
??????? }
??????? System.out.println("thread " + currentThreadName + " second read age is:" + student.getAge());
??? }???? protected Student getStudent() {
??????? //获取本地线程变量并强制转换为Student类型
??????? Student student = (Student) studentLocal.get();
??????? //线程首次执行此方法的时候，studentLocal.get()肯定为null
??????? if (student == null) {
??????????? //创建一个Student对象，并保存到本地线程变量studentLocal中
??????????? student = new Student();
??????????? studentLocal.set(student);
??????? }
??????? return student;
??? }
}?运行结果：a is running!
thread a set age to:76
b is running!
thread b set age to:27
thread a first read age is:76
thread b first read age is:27
thread a second read age is:76
thread b second read age is:27
?可以看到a、b两个线程age在不同时刻打印的值是完全相同的。这个程序通过妙用ThreadLocal，既实现多线程并发，游兼顾数据的安全性。?四、总结?ThreadLocal使用场合主要解决多线程中数据数据因并发产生不一致问题。ThreadLocal为每个线程的中并发访问的数据提供一个副本，通过访问副本来运行业务，这样的结果是耗费了内存，单大大减少了线程同步所带来性能消耗，也减少了线程并发控制的复杂度。?ThreadLocal不能使用原子类型，只能使用Object类型。ThreadLocal的使用比synchronized要简单得多。 ?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。 ?Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。 ?当然ThreadLocal并不能替代synchronized,它们处理不同的问题域。Synchronized用于实现同步机制，比ThreadLocal更加复杂。 ??五、ThreadLocal使用的一般步骤?1、在多线程的类（如ThreadDemo类）中，创建一个ThreadLocal对象threadXxx，用来保存线程间需要隔离处理的对象xxx。2、在ThreadDemo类中，创建一个获取要隔离访问的数据的方法getXxx()，在方法中判断，若ThreadLocal对象为null时候，应该new()一个隔离访问类型的对象，并强制转换为要应用的类型。3、在ThreadDemo类的run()方法中，通过getXxx()方法获取要操作的数据，这样可以保证每个线程对应一个数据对象，在任何时刻都操作的是这个对象。??参考文档：JDK 官方文档[url]http://www.java3z.com/cwbwebhome/article/article2a/271.html?id=319[/url][url]http://www.java3z.com/cwbwebhome/article/article2/2952.html?id=1648[/url]
