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ThreadLocal

Threadlocal使用场景
一、故事从两个线程开始
二、线程池来帮忙，却好心帮坏事
- 1. 10个线程打印日期
- 2、1000个线程打印日期
- 3.使用Synchronized解决线程安全问题
- 4.使用ThreadLocal解决线程安全问题
三、 ThreadLocal第二种用法
四.总结
- 两个作用
- 两个场景
- 使用ThreadLocal的好处

Threadlocal使用场景

一、故事从两个线程开始

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。

代码如下（示例）：

package threadlocal;import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;/*** 描述：     两个线程打印日期*/
public class ThreadLocalNormalUsage00 {public static void main(String[] args) {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String date = new ThreadLocalNormalUsage00().date(10);System.out.println(date);}}).start();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String date = new ThreadLocalNormalUsage00().date(1047);System.out.println(date);}}).start();}public String date(int seconds) {//参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时Date date = new Date(1000 * seconds);SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");return dateFormat.format(date);}
}

二、线程池来帮忙，却好心帮坏事

1. 10个线程打印日期

代码如下（示例）：

10个线程打印日期

package threadlocal;import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;/*** 描述：     10个线程打印日期*/
public class ThreadLocalNormalUsage01 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 30; i++) {int finalI = i;new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String date = new ThreadLocalNormalUsage01().date(finalI);System.out.println(date);}}).start();Thread.sleep(100);}}public String date(int seconds) {//参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时Date date = new Date(1000 * seconds);SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");return dateFormat.format(date);}
}

结果：

2、1000个线程打印日期

package threadlocal;import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** 描述：     1000个打印日期的任务，用线程池来执行*/
public class ThreadLocalNormalUsage02 {public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 1000; i++) {int finalI = i;threadPool.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String date = new ThreadLocalNormalUsage02().date(finalI);System.out.println(date);}});}threadPool.shutdown();}public String date(int seconds) {//参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时Date date = new Date(1000 * seconds);SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");return dateFormat.format(date);}
}

结果：

将ThreadLocalNormalUsage02改进后，1000个线程共享DateFormat对象

package threadlocal;import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** 描述：     1000个打印日期的任务，用线程池来执行*/
public class ThreadLocalNormalUsage03 {public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 1000; i++) {int finalI = i;threadPool.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String date = new ThreadLocalNormalUsage03().date(finalI);System.out.println(date);}});}threadPool.shutdown();}public String date(int seconds) {//参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时Date date = new Date(1000 * seconds);return dateFormat.format(date);}
}

结果：

发现发生了线程安全问题，所有线程共用一个SimpleDateFormat,有些时间是一样的

3.使用Synchronized解决线程安全问题

使用Synchronized解决线程安全问题

package threadlocal;import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** 描述：     加锁来解决线程安全问题*/
public class ThreadLocalNormalUsage04 {public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 1000; i++) {int finalI = i;threadPool.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String date = new ThreadLocalNormalUsage04().date(finalI);System.out.println(date);}});}threadPool.shutdown();}public String date(int seconds) {//参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时Date date = new Date(1000 * seconds);String s = null;synchronized (ThreadLocalNormalUsage04.class) {s = dateFormat.format(date);}return s;}
}

结果：

虽然解决了并发线程安全问题，但是效率太低了。

4.使用ThreadLocal解决线程安全问题

提示：这里对文章进行总结：
由于有10个线程执行任务(打印日期)，创建10个dateformat对象，这样既没有性能损耗，保证线程安全(每个dateformat独享独有)，也避免了synchornized带来的一直等待排队的问题。

利用ThreadLocal，给每个线程分配自己的dateFormat对象，保证了线程安全，高效利用内存

package threadlocal;import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** 描述：     利用ThreadLocal，给每个线程分配自己的dateFormat对象，保证了线程安全，高效利用内存*/
public class ThreadLocalNormalUsage05 {public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < 1000; i++) {int finalI = i;threadPool.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String date = new ThreadLocalNormalUsage05().date(finalI);System.out.println(date);}});}threadPool.shutdown();}public String date(int seconds) {//参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时Date date = new Date(1000 * seconds);
//        SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");SimpleDateFormat dateFormat = ThreadSafeFormatter.dateFormatThreadLocal2.get();return dateFormat.format(date);}
}class ThreadSafeFormatter {public static ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatThreadLocal = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {@Overrideprotected SimpleDateFormat initialValue() {return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");}};public static ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatThreadLocal2 = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
}

运行结果:

三、 ThreadLocal第二种用法

这里每个线程内保存全局变量，可以让不同方法直接使用，避免参数传递麻烦

## 更好的方法是用Threadlocal,这样无需synchronized,可以在不影响性能的情况下，无需层层传递参数，就可达到保存当前线程对应的用户信息的目的。

package threadlocal;/*** 描述：     演示ThreadLocal用法2：避免传递参数的麻烦*/
public class ThreadLocalNormalUsage06 {public static void main(String[] args) {new Service1().process("");}
}class Service1 {public void process(String name) {User user = new User("超哥");UserContextHolder.holder.set(user);new Service2().process();}
}class Service2 {public void process() {User user = UserContextHolder.holder.get();ThreadSafeFormatter.dateFormatThreadLocal.get();System.out.println("Service2拿到用户名：" + user.name);new Service3().process();}
}class Service3 {public void process() {User user = UserContextHolder.holder.get();System.out.println("Service3拿到用户名：" + user.name);UserContextHolder.holder.remove();}
}class UserContextHolder {public static ThreadLocal<User> holder = new ThreadLocal<>();}class User {String name;public User(String name) {this.name = name;}
}

运行结果:

四.总结

两个作用

两个场景

使用ThreadLocal的好处

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