浅谈ThreadLocal类

概述
API说明
实例
总结
ThrealLocal一般使用步骤

概述

什么是ThreadLocal呢？ThreadLocal并非是一个线程的本地实现，它并不是一个Thread，而是ThreadLocalVariable（线程局部变量），为每个线程维护一个本地变量。为每一个使用该变量的线程提供一个变量值的副本，是JAVA中特殊的线程绑定机制，使得每一个线程都可以独立改变自己的副本，而不会和其他线程的副本产生冲突。

从线程的角度来看，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实例可以访问，在线程结束之后，其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收。

通过ThreadLocal存储的数据，总是与当前线程相关，JVM为每个运行的线程，绑定了私有的本地实例存取控件，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如何做到位每一个线程维护变量的副本？在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程变量的副本。Map中元素的键为线程对象，而值为对应线程的变量副本。

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。

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。

实例

public class Student {

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

public class ThreadLocalDemo implements Runnable {

	private static final ThreadLocal studentLocal = new ThreadLocal<>();
	public static void main(String[] args) {
	
		ThreadLocalDemo tdDemo = new ThreadLocalDemo();
		Thread t1 = new Thread(tdDemo);
		Thread t2 = new Thread(tdDemo);
		t1.start();
		t2.start();
		
	}
	
	@Override
	public void run() {
		accessStudent();
	}
	
	public void accessStudent() {
		
		String currentName = Thread.currentThread().getName();
		System.out.println(currentName+"is running!");
		Random random = new Random();
		int age = random.nextInt(20);
		Student student = getStudent();
		student.setAge(age);
		System.out.println("1"+currentName+"----"+student.getAge());
		try {
			Thread.sleep(500);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("2"+currentName+"----"+student.getAge());
		
	}
	
	protected Student getStudent() {
		
		Student student = (Student) studentLocal.get();
		if(student == null) {
			
			student = new Student();
			studentLocal.set(student);
			
		}
		return student;
		
	}
	
}

运行结果：

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，又兼顾数据的安全性。

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。

ThrealLocal一般使用步骤

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。