ThreadLocal 概述
我们通过上两篇的学习，我们已经知道了变量值的共享可以使用public static变量的形式，所有的线程都使用同一个被public static修饰的变量。
那么如果我们想实现每一个线程都有自己的共享变量该如何解决呢？JDK 提供的 ThreadLocal 正是为了解决这样的问题的。
ThreadLocal 主要解决的就是每个线程绑定自己的值，可以将 ThreadLocal 类比喻成全局存放数据的盒子，盒子中可以存储每个线程的私有变量。
先举个例子：
public class ThreadLocalDemo {
public static ThreadLocal<List<String>> threadLocal = new ThreadLocal<>();
public void setThreadLocal(List<String> values) {
threadLocal.set(values);
}
public void getThreadLocal() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
threadLocal.get().forEach(name -> System.out.println(name));
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final ThreadLocalDemo threadLocal = new ThreadLocalDemo();
new Thread(() -> {
List<String> params = new ArrayList<>(3);
params.add("张三");
params.add("李四");
params.add("王五");
threadLocal.setThreadLocal(params);
threadLocal.getThreadLocal();
}).start();
new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
List<String> params = new ArrayList<>(2);
params.add("Chinese");
params.add("English");
threadLocal.setThreadLocal(params);
threadLocal.getThreadLocal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
运行结果：
Thread-0
张三
李四
王五
Thread-1
Chinese
English
可以，看出虽然多个线程对同一个变量进行访问，但是由于threadLocal变量由ThreadLocal 修饰，则不同的线程访问的就是该线程设置的值，这里也就体现出来ThreadLocal的作用。
当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。
ThreadLocal 与 Synchronized 同步机制的比较
在同步机制中，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。
ThreadLocal 是线程局部变量，是一种多线程间并发访问变量的解决方案。和 Synchronized 等加锁的方式不同，ThreadLocal 完全不提供锁，而使用以空间换时间的方式，为每个线程提供变量的独立副本，以保证线程的安全。
如何实现一个简单的 ThreadLocal
public class SimpleThreadLocal<T> {
/**
* Key为线程对象，Value为传入的值对象
*/
private static Map<Thread, T> valueMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, T>());
/**
* 设值
* @param value Map键值对的value
*/
public void set(T value) {
valueMap.put(Thread.currentThread(), value);
}
/**
* 取值
* @return
*/
public T get() {
Thread currentThread = Thread.currentThread();
//返回当前线程对应的变量
T t = valueMap.get(currentThread);
//如果当前线程在Map中不存在，则将当前线程存储到Map中
if (t == null && !valueMap.containsKey(currentThread)) {
t = initialValue();
valueMap.put(currentThread, t);
}
return t;
}
public void remove() {
valueMap.remove(Thread.currentThread());
}
public T initialValue() {
return null;
}
public static void main(String[] args) {
SimpleThreadLocal<List<String>> threadLocal = new SimpleThreadLocal<>();
new Thread(() -> {
List<String> params = new ArrayList<>(3);
params.add("张三");
params.add("李四");
params.add("王五");
threadLocal.set(params);
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
threadLocal.get().forEach(param -> System.out.println(param));
}).start();
new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(1000);
List<String> params = new ArrayList<>(2);
params.add("Chinese");
params.add("English");
threadLocal.set(params);
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
threadLocal.get().forEach(param -> System.out.println(param));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
运行结果：
虽然上面的代码清单中的这个 ThreadLocal 实现版本显得比较简单粗糙，但其目的主要在于呈现 JDK 中所提供的 ThreadLocal 类在实现上的思路。
关于如何设计 ThreadLocal 的思路以及其原理会在后文中详细介绍，这里只做一个简单的预热。
ThreadLocal 的应用
MyBatis 的使用
SqlSessionManager 类部分代码如下：
private ThreadLocal<SqlSession> localSqlSession = new ThreadLocal<SqlSession>();
@Override
public Connection getConnection() {
final SqlSession sqlSession = localSqlSession.get();
if (sqlSession == null) {
throw new SqlSessionException("Error: Cannot get connection. No managed session is started.");
}
return sqlSession.getConnection();
}
@Override
public void commit() {
final SqlSession sqlSession = localSqlSession.get();
if (sqlSession == null) {
throw new SqlSessionException("Error: Cannot commit. No managed session is started.");
}
sqlSession.commit();
}
@Override
public void rollback() {
final SqlSession sqlSession = localSqlSession.get();
if (sqlSession == null) {
throw new SqlSessionException("Error: Cannot rollback. No managed session is started.");
}
sqlSession.rollback();
}
从上图可能看出，在 MyBatis 中，SqlSessionManager 类不但实现了 SqlSession 接口，同时也实现了 SqlSessionFactory 接口。而我们平时使用到的最多的就是 DefaultSqlSession，实现了 SqlSession，SqlSession 接口的实现如下：
SqlSessionManager 的作用如下：
-
SqlSessionFactoryBuilder 负责接收 mybatis-config.xml 的输入流，创建 DefaultSqlSessionFactory 实例。
-
DefaultSqlSessionFactory 实现了 SqlSessionFactory 接口。
-
SqlSessionManager 实现了 SqlSessionFactory 接口，又封装了 DefaultSqlSessionFactory。
拿出 SqlSessionManager 的一个方法 getConnection 解释一下：
private ThreadLocal<SqlSession> localSqlSession = new ThreadLocal<SqlSession>();
@Override
public Connection getConnection() {
final SqlSession sqlSession = localSqlSession.get();
if (sqlSession == null) {
throw new SqlSessionException("Error: Cannot get connection. No managed session is started.");
}
return sqlSession.getConnection();
}
可以看出 localSqlSession 是一个 ThreadLocal 变量，是每一个线程私有的，当有一个线程请求获取 Connection 的时候，会首先获取当前线程 ThreadLocal 中的 SqlSession，然后由 SqlSession 获取 Connection 对象，一个 ThreadLocal 的简单使用。
数据库主从复制时读写分离的 ThreadLocal 使用
其实，在 MyBatis 中对 ThreadLocal 的使用主要体现在数据库连接这块，我们不仅联想到我们在实现主从复制读写分离的时候，我们是否也是用到了 ThreadLocal，先看示例：
上述简单的实现了数据源的 Handler 类 DataSourceHandler，在下边的类中会实现读写数据库的切换：
根据 AOP 切面编程获取方法类型，根据方法的类型判断是读库还是写库，如果是读库的话就为当前线程设置访问读库的数据库信息，详细数据库主从复制读写分离的 AOP 实现案例，可以参考代码：