深入浅出多线程编程实战(五)ThreadLocal详解(介绍、使用、原理、应用场景)
深入浅出多线程编程实战(五)ThreadLocal详解(介绍、使用、原理、应用场景)
文章目录
- 一、ThreadLocal简介
- 二、ThreadLocal与Synchronized区别
- 三、ThreadLocal简单使用
- 四、ThreadLocal原理
- 五、ThreadLocal 应用场景
一、ThreadLocal简介
ThreadLocal(是Thread Local Variable,线程局部变量)类是Java为线程安全提供的一个工具类,代表一个线程局部变量。把数据放在ThreadLocal中可以让每个线程创建一个该变量的副本,线程间可以独立地改变自己的副本,而不会和其他线程产生副本冲突,从而避免并发访问的线程安全问题,就像每个线程都完全拥有该变量一样。
二、ThreadLocal与Synchronized区别
ThreadLocal其实是与线程绑定的一个变量。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:
1、Synchronized用于线程间的数据共享,而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。
2、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。
三、ThreadLocal简单使用
方法:
T get() 返回此线程局部变量的当前线程副本值
void remove() 删除此线程局部变量的当前线程的副本值
void set(T value) 设置此线程局部变量中当前线程副本值
public class TheadLocalTest {private static ThreadLocal<Student> threadLocalStudent = new ThreadLocal<>();public static void main(String[] args) {// 简单写一个测试线程隔离的例子// 原料: 1个ThreadLocal类型的变量 2个线程// 期望结果:线程一set的变量 线程二get不到!new Thread(()->{Student student = new Student();System.out.println("线程一保存的对象:"+student.toString());threadLocalStudent.set(student);}).start();new Thread(()->{try {// 细节!!! 先睡一会再get避免误差。// 可见这是一个严谨性很高的测试DemoTimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("期望结果:线程二获取的结果是null,说明线程二拿不到线程一存入的值");System.out.println("线程二获取结果:"+threadLocalStudent.get());}).start();}
}
运行结果:
四、ThreadLocal原理
首先看一下ThreadLocal的类图,如下:
Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap的关系:
1.Thread.threadLocals引用ThreadLocalMap,生命周期一致。
2.ThreadLocal定义ThreadLocalMap
3.ThreadLocalMap#Entry弱引用ThreadLocal。
我们通常说一个对象不被引用就会被gc回收,其实说的是强引用。但弱引用对象是,不管有没有被引用都会被垃圾回收。
ThreadLocal的数据结构:
Thread类有一个类型为ThreadLocal.ThreadLocalMap的实例变量threadLocals,也就是说每个线程有一个自己的ThreadLocalMap。
ThreadLocalMap有自己的独立实现,可以简单地将它的key视作ThreadLocal,value为代码中放入的值(实际上key并不是ThreadLocal本身,而是它的一个弱引用)。
每个线程在往ThreadLocal里放值的时候,都会往自己的ThreadLocalMap里存,读也是以ThreadLocal作为引用,在自己的map里找对应的key,从而实现了线程隔离。
ThreadLocalMap有点类似HashMap的结构,只是HashMap是由数组+链表实现的,而ThreadLocalMap中并没有链表结构。
我们还要注意Entry, 它的key是ThreadLocal<?> k ,继承自WeakReference, 也就是我们常说的弱引用类型。
五、ThreadLocal 应用场景
场景1:
ThreadLocal 用作保存每个线程独享的对象,为每个线程都创建一个副本,这样每个线程都可以修改自己所拥有的副本, 而不会影响其他线程的副本,确保了线程安全。
场景2:
ThreadLocal 用作每个线程内需要独立保存信息,以便供其他方法更方便地获取该信息的场景。每个线程获取到的信息可能都是不一样的,前面执行的方法保存了信息后,后续方法可以通过ThreadLocal 直接获取到,避免了传参,类似于全局变量的概念。
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