Java并发06---ThreadLocal类以及应用技巧



  上一节总结了一下,线程范围内的数据共享问题,即定义一个Map,将当前线程名称和线程中的数据以键值对的形式存到Map中,然后在当前线程中使用数据的时候就可以根据当前线程名称从Map中拿到当前线程中的数据,这样就可以做到不同线程之间数据互不干扰。其实ThreadLocal类就是给我们提供了这个解决方法,所以我们完全可以用ThreadLocal来完成线程范围内数据的共享。

public class ThreadScopeShareData {
    //定义一个ThreadLocal
    private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>();

    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0; i < 2; i ++) {
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    int data = new Random().nextInt();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put a data: " + data);
                    threadLocal.set(data);//直接往threadLocal里面里面扔数据即可
                    new TestA().getData();
                    new TestB().getData();
                }
            }).start();
        }
    }

    static class TestA {
        public void getData() {
            System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " + threadLocal.get());//直接取,不用什么关键字,它直接从当前线程中取
        }
    }

    static class TestB {
        public void getData() {
            System.out.println("B get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " + threadLocal.get());//直接取,不用什么关键字,它直接从当前线程中取
        }
    }
}
  
  

      结合上一节的代码,可以看出,其实ThreadLocal就相当于一个Map,只不过我们不需要设定key了,它默认就是当前的Thread,往里面放数据,直接set即可,取数据,直接get即可,很方便,就不用Map一个个存了,但是问题来了,ThreadLocal虽然存取方便,但是get()方法中根本没有参数,也就是说我们只能往ThreadLocal中放一个数据,多了就不行了,那么该如何解决这个问题呢?
      很明显,ThreadLocal是个容器,且只能存一下,那么如果有多个数据,我们可以定义一个类,把数据都封装到这个类中,然后扔到ThreadLocal中,用的时候取这个类,再从类中去我们想要的数据即可。
    好,现在有两个线程,每个线程都要操作各自的数据,而且数据有两个:名字和年龄。根据上面的思路,写一个demo,如下:

    public class ThreadScopeShareData {
    
        private static ThreadLocal<User> threadLocal = new ThreadLocal<User>();
    
        public static void main(String[] args) {
            for(int i = 0; i < 2; i ++) {//开启两个线程
                new Thread(new Runnable() {
    
                    @Override
                    public void run() {
                        int data = new Random().nextInt();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put a data: " + data);
    
                        //每个线程中维护一个User,User中保存了name和age
                        User user = new User();
                        user.setName("name" + data);
                        user.setAge(data);
                        threadLocal.set(user); //向当前线程中存入user对象
    
                        new TestA().getData();
                        new TestB().getData();
                    }
                }).start();
            }
        }
    
        static class TestA {
            public void getData() {
    
                User user = threadLocal.get();//从当前线程中取出user对象
                System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
                        + user.getName() + "," + user.getAge());
            }
        }
    
        static class TestB {
            public void getData() {
    
                User user = threadLocal.get();//从当前线程中取出user对象
                System.out.println("B get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
                        + user.getName() + "," + user.getAge());
    
            }
        }
    
    }
    //定义一个User类来存储姓名和年龄
    class User {
    
        private String name;
        private int age;
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }   
    }
      
      

        这样进行一下封装就可以实现多个数据的存储了,但是上面这个程序是不太好的,原因很明显,在线程中,我要自己new一个对象,然后对其进行操作,最后还得把这个对象扔到当前线程中。这不太符合设计的思路,设计的思路应该是这样的,不能让用户自己去new啊,如果有个类似于getThreadInstance()的方法,用户想要从ThreadLocal中拿什么对象就用该对象去调用这个getThreadInstance()方法多好,这样拿到的永远都是本线程范围内的对象了。
        这让我想到了学习JDBC的时候,从ThreadLocal中拿connection时的做法了,如果当前ThreadLocal中有就拿出来,没有就产生一个,这跟这里的需求是一样的,我想要一个User,那我应该用User去调用getThreadLInstance()方法获取本线程中的一个User对象,如果有就拿,如果没有就产生一个。完全一样的思路。这个设计跟单例的模式有点像,这里说有点像不是本质上像,是代码结构很像。先看一下简单的单例模式代码结构:

      public class Singleton {
          private static Singleton instance = null;
          private Singleton() {//私有构造方法阻止外界new        
          }
          public static synchronized Singleton getInstance() {  //提供一个公共方法返回给外界一个单例的实例
              if (instance == null) {  //如果没有实例
                  instance = new Singleton();  //就新new一个
              }  
              return instance;  //返回该实例
          } 
      }
        
        

          这是懒汉式单例模式的代码结构,我门完全可以效仿该思路去设计一个从当前线程中拿User的办法,所以将程序修改如下:

        public class ThreadScopeShareData {
        //不需要在外面定义threadLocal了,放到User类中了
        //  private static ThreadLocal<User> threadLocal = new ThreadLocal<User>();
        
            public static void main(String[] args) {
                for(int i = 0; i < 2; i ++) {
                    new Thread(new Runnable() {
        
                        @Override
                        public void run() {
                            int data = new Random().nextInt();
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put a data: " + data);
        
                            //这里直接用User去调用getThreadLocal这个静态方法获取本线程范围内的一个User对象
                            //这里就优雅多了,我完全不用关心如何去拿该线程中的对象,如何把对象放到threadLocal中
                            //我只要拿就行,而且拿出来的肯定就是当前线程中的对象,原因看下面User类中的设计
                            User.getThreadInstance().setName("name" + data);
                            User.getThreadInstance().setAge(data);
        
                            new TestA().getData();
                            new TestB().getData();
                        }
                    }).start();
                }
            }
        
            static class TestA {
                public void getData() {
                    //还是调用这个静态方法拿,因为刚刚已经拿过一次了,threadLocal中已经有了
                    User user = User.getThreadInstance();
                    System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
                            + user.getName() + "," + user.getAge());
                }
            }
        
            static class TestB {
                public void getData() {
        
                    User user = User.getThreadInstance();
                    System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
                            + user.getName() + "," + user.getAge());
                }
            }
        
        }
        
        class User {
        
            private User() {}
        
            private static ThreadLocal<User> threadLocal = new ThreadLocal<User>();
        
            //注意,这不是单例,每个线程都可以new,所以不用synchronized,
            //但是每个threadLocal中是单例的,因为有了的话就不会再new了
            public static /*synchronized*/ User getThreadInstance() {
                User instance = threadLocal.get(); //先从当前threadLocal中拿
                if(instance == null) {
                    instance = new User();
                    threadLocal.set(instance);//如果没有就新new一个放到threadLocal中
                }
                return instance; //向外返回该User
            }
        
            private String name;
            private int age;
            public String getName() {
                return name;
            }
            public void setName(String name) {
                this.name = name;
            }
            public int getAge() {
                return age;
            }
            public void setAge(int age) {
                this.age = age;
            }
        }
          
          

            经过这样的改造,代码就优雅多了,外界从来不要考虑如何去当前线程中拿数据,只要拿就行,拿出来的肯定就是当前线程中你想要的对象,因为在对象内部已经写好了这个静态方法了,而且拿出来操作完了后,也不需要再放到threadLocal中,因为它本来就在threadLocal中,这就封装的相当好了。
            ThreadLocal类的应用和使用技巧就总结这么多吧~
            
            




            上一节总结了一下,线程范围内的数据共享问题,即定义一个Map,将当前线程名称和线程中的数据以键值对的形式存到Map中,然后在当前线程中使用数据的时候就可以根据当前线程名称从Map中拿到当前线程中的数据,这样就可以做到不同线程之间数据互不干扰。其实ThreadLocal类就是给我们提供了这个解决方法,所以我们完全可以用ThreadLocal来完成线程范围内数据的共享。

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