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梁云亮

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【精品】ThreadLocal

梁云亮 发布时间:2019-11-12 15:34:27 ,浏览量:0

ThreadLocal 简介

ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本,每个线程可以访问自己内部的副本变量。

ThreadLocal通过为每个线程提供一个独立的变量副本解决了变量并发访问的冲突问题,它为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。

ThreadLocal提供了线程内存储变量的能力,利用它可以在指定线程内存储数据,数据存储以后,只有指定线程可以得到存储数据。

ThreadLocal采用采用空间来换取时间的方式,解决多线程中相同变量的访问冲突问题:

  • ThreadLocal的实例代表了一个线程局部的变量,每条线程都只能看到自己的值,并不会意识到其它的线程中也存在该变量。
  • 当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。
  • ThreadLocal是为每一个线程维护变量的副本的原理:在ThreadLocal类中有一个Map,用于存储每一个线程的变量副本,Map中元素的键为线程对象,而值对应线程的变量副本。    ThreadLocal接口方提供了4个方法:get()方法是用来获取ThreadLocal在当前线程中保存的变量副本,set()用来设置当前线程中变量的副本,remove()用来移除当前线程中变量的副本,initialValue()是一个protected方法,一般是用来在使用时进行重写的,它是一个延迟加载方法,下面会详细说明。
  • void set(T value) 设置当前线程的线程局部变量的值。
  • public T get() 返回当前线程所对应的线程局部变量。
  • public void remove() 将当前线程局部变量的值删除,可以减少内存的占用。
  • protected T initialValue() 返回该线程局部变量的初始值,该方法是为了让子类覆盖而设计的。 这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。   在很多情况下,ThreadLocal比直接使用synchronized同步机制解决线程安全问题更简单,更方便,且结果程序拥有更高的并发性。
ThreadLocal和线程同步机制比较

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而提出的。

解决多线程的并发访问时:

  • ThreadLocal会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数据的访问冲突。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提供了线程安全的共享对象,在编写多线程代码时,可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。
  • 在线程同步机制中,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。

一句话: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。 一般的Web应用划分为展现层、服务层和持久层三个层次,在不同的层中编写对应的逻辑,下层通过接口向上层开放功能调用。在一般情况下,从接收请求到返回响应所经过的所有程序调用都同属于一个线程。同一线程贯通三层这样就可以根据需要,将一些非线程安全的变量以ThreadLocal存放,在同一次请求响应的调用线程中,所有关联的对象引用到的都是同一个变量

引子:线程间共享数据存在的问题
  • 定义线程执行体(Runnable类)
public class MyRunnable implements Runnable {
    //成员变量
    private int digit = 100;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i {
        Connection conn = getConnection();
        System.out.println(conn);
        release(conn,null,null);
    }).start();
}

结果: 在这里插入图片描述

将Connection的ThreadLocal直接放在DAO只能做到本DAO的多个方法共享Connection时不发生线程安全问题,但无法和其它DAO共用同一个Connection,要做到同一事务多DAO共享同一Connection,必须在一个共同的外部类使用ThreadLocal保存Connection。

上面的JDBCUtil也可以写成如下形式,两者是一样的:

public class JdbcUtil2 {
    private static String url;
    private static String user;
    private static String password;

    private JdbcUtil2() {

    }

    static {
        Properties properties = new Properties();
        String propertiesFile = "src/main/resources/mysql.properties";
        try {
            properties.load(new FileReader(propertiesFile));
            //1、加载驱动(可以省略)
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        url = properties.getProperty("url");
        user = properties.getProperty("user");
        password = properties.getProperty("password");
    }

    private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();

    /**
     * 获取连接
     *
     * @return
     */
    public static Connection getConnection() {
        if (threadLocal.get() != null) {
            return threadLocal.get();
        }
        Connection conn = null;
        try {
            conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        threadLocal.set(conn);
        return conn;
    }
    /**
     * 释放资源
     *
     * @param conn
     * @param stmt
     * @param rs
     */
    public static void release(Connection conn, Statement stmt, ResultSet rs) {
        try {
            if (rs != null) {
                rs.close();
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (stmt != null) {
                    stmt.close();
                }
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    if (conn != null) {
                        conn.close();
                        //将Connection从ThreadLocal中移除
                        threadLocal.remove();conn);
                    }
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}
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