一、定义

Thread - Specific Storage就是“线程独有的存储库”，该模式会对每个线程提供独有的内存空间。

java.lang.ThreadLocal类提供了该模式的实现，ThreadLocal的实例是一种集合（collection）架构，该实例管理了很多对象，可以想象成一个保管有大量保险箱的房间。

java.lang.ThreadLocal类的方法：

public void set()

该方法会检查当前调用线程，默认以该线程的Thread.currentThread()值作为键，来保存指定的值。

public Object get()

该方法会检查当前调用线程，默认以该线程的Thread.currentThread()值作为键，获取保存指定的值。

二、模式案例

TSLog类：

package Entity;import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
// 实际执行记录日志的类，每个线程都会拥有一个该类的实例
public class TSLog {private PrintWriter writer = null;public TSLog(String fileName) {try {writer = new PrintWriter(new FileWriter(fileName));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void println(String e) {writer.println(e);}public void close() {writer.println("****** End of log");writer.close();}
}

Log类：

package Entity;public class Log {private static final ThreadLocal<TSLog> TS_LOG_THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>();public static void println(String s) {getTSLog().println(s);}public static void close() {getTSLog().close();}private static TSLog getTSLog() {TSLog tsLog = TS_LOG_THREAD_LOCAL.get();if (tsLog == null) {tsLog = new TSLog(Thread.currentThread() + "-log.txt");TS_LOG_THREAD_LOCAL.set(tsLog);}return tsLog;}
}

ClientThread类：

package Entity;public class ClientThread extends Thread{public ClientThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {System.out.println(getName() + " BEGIN");for (int i = 0; i < 10; i++) {Log.println("i=" + i);try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}Log.close();System.out.println(getName() + " END");}
}

main类：

import Entity.ClientThread;public class Demo2 {public static void main(String[] args) {new ClientThread("Alice").start();new ClientThread("Bobby").start();new ClientThread("Chris").start();}
}

三、模式讲解

Thread-Specific Storage模式的角色如下：

Client（委托人）参与者

Client参与者会将工作委托给TSObjectProxy参与者。（案例中的ClientThread类就是Client）

TSObjectProxy（线程独有对象的代理者）参与者

TSObjectProxy参与者会处理多个Client委托的工作。（案例中的Log类就是TSObjectProxy）

TSObjectCollection（线程独有对象的集合）参与者

（案例中的java.lang.ThreadLocal类就是TSObjectCollection）

TSObject（线程独有的对象）参与者

TSObject存放线程所特有的信息，TSObject实例的方法只会由单线程调用，由TSObjectCollection管理，每个线程独都拥有独自的TSObject实例。（案例中的TSLog类就是TSObject）

四、ThreadLocal的原理

ThreadLocal类主要有四个方法：

1、初始化返回值的方法：

该方法实现只返回null，并且修饰符为protected，很明显，如果用户想返回初始值不为null，则需要重写该方法；

protected T initialValue() {return null;}

2、get方法，获取线程本地副本变量

public T get() {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T)e.value;return result;}}return setInitialValue();}

3、set方法，设置线程本地副本变量

public void set(T value) {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);}

4、remove方法，移除线程本地副本变量

public void remove() {ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());if (m != null)m.remove(this);}

如果需要我们自己来设计ThreadLocal对象，那么，一般的实现思路：

设计一个线程安全的Map，key就是当前线程对象，Value就是线程本地变量的值。

然而，JDK的实现思路：

让每个Thread对象，自身持有一个Map，这个Map的Key就是当前ThreadLocal对象，Value是本地线程变量值。相对于加锁的实现方式，这样做可以提升性能，其实是一种以空间换时间的思路。

ThreadLocal类有一个getMap()方法，其实就是返回Thread对象自身的Map——threadLocals。

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {return t.threadLocals;}

threadLocals是一种ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的数据结构，作为内部类定义在ThreadLocal类中，其内部采用一种WeakReference的方式保存键值对。

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