java多线程 -- ThreadLocal使用总结

ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢？ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。

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缜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。
概述：
而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对访问数据的冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的对象封装，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

由于ThreadLocal中可以持有任何类型的对象，低版本JDK所提供的get()返回的是Object对象，需要强制类型转换。但JDK 5.0通过泛型很好的解决了这个问题，在一定程度上简化ThreadLocal的使用，代码清单9-2就使用了JDK 5.0新的ThreadLocal<T>版本。

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：访问串行化，对象共享化。而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式：访问并行化，对象独享化。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。

一：先说下ThreadLocal的作用总结吧：

当线程并发时，使用ThreadLocal在保证每个线程拥有自己的独立对象，线程间互不影响。

二：在说下ThreadLocal和Synchronized关键字对线程并发时锁定同意操作对象的区别

前者线程并发拥有自己独立对象，做到操作对象的安全，但是它每个线程都会new一个操作对象的实例，这样一来，就损失了系统耗费内存的问题，但是性能有所提升！（以空间换时间）

后者线程并发时可以用Synchronized关键字来对线程来同步执行，但是它只能单个线程执行，阻塞其他线程，这样一来，就损失了系统的性能，但是系统内存占用问题有所提高！（以时间换空间）

三：我们来看下ThreadLocal应用的demo

public class Student {

    private int age = 0; // 年龄

    public int getAge() {
        return this.age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

}

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() {
        // TODO Auto-generated method stub
        accessStudent();
    }

    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;
    }

}

a is running!
b is running!
thread b set age to:15
thread a set age to:22
thread b first read age is:15
thread a first read age is:22
thread b second read age is:15
thread a second read age is:2
// 从得到的结果可以看出，线程之间的Student对象在每个线程中都拥有一个，做到互不干扰！

为加强对ThreadLocal的认识，下面来看一个hibernate中典型的ThreadLocal的应用：

    private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();  
      
    public static Session getSession() throws InfrastructureException {  
        Session s = (Session) threadSession.get();  
        try {  
            if (s == null) {  
                s = getSessionFactory().openSession();  
                threadSession.set(s);  
            }  
        } catch (HibernateException ex) {  
            throw new InfrastructureException(ex);  
        }  
        return s;  
    }

我们通过以上例子，不难看出ThreadLocal的应用场合，最适合的是按线程多实例（每个线程对应一个实例）的对象的访问，并且这个对象很多地方都要用到。

最后补充下，ThreadLocal常用的方法

T get()
          返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。
protected T initialValue()
          返回此线程局部变量的当前线程的初始值。
void remove()
          移除此线程局部变量的值。
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。

java多线程 -- ThreadLocal使用总结

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