Java中ThreadLocal類的作用以及實現原理 – JAVA編程語言程序開發技術文章

Why ThreadLocal?

無論如何,要編寫一個多線程安全(Thread-safe)的程序是困難的,為瞭讓線程共享資源,必須小心地對共享資源進行同步,同步帶來一定的效能延遲,而另一方面,在處理同步的時候,又要註意對象的鎖定與釋放,避免產生死結,種種因素都使得編寫多線程程序變得困難。

嘗試從另一個角度來思考多線程共享資源的問題,既然共享資源這麼困難,那麼就幹脆不要共享,何不為每個線程創造一個資源的復本。將每一個線程存取數據的行為加以隔離,實現的方法就是給予每個線程一個特定空間來保管該線程所獨享的資源

 

什麼是ThreadLocal? www.aiwalls.com

顧名思義它是local variable(線程局部變量)。它的功用非常簡單,就是為每一個使用該變量的線程都提供一個變量值的副本,是每一個線程都可以獨立地改變自己的副本,而不會和其它線程的副本沖突。從線程的角度看,就好像每一個線程都完全擁有該變量。

使用場景

To keep state with a thread (user-id, transaction-id, logging-id)
To cache objects which you need frequently
ThreadLocal類

它主要由四個方法組成initialValue(),get(),set(T),remove(),其中值得註意的是initialValue(),該方法是一個protected的方法,顯然是為瞭子類重寫而特意實現的。該方法返回當前線程在該線程局部變量的初始值,這個方法是一個延遲調用方法,在一個線程第1次調用get()或者set(Object)時才執行,並且僅執行1次。ThreadLocal中的確實實現直接返回一個null:

 

ThreadLocal的原理

ThreadLocal是如何做到為每一個線程維護變量的副本的呢?其實實現的思路很簡單,在ThreadLocal類中有一個Map,用於存儲每一個線程的變量的副本。比如下面的示例實現:

public class ThreadLocal
{
  private Map values = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
  public Object get()
  {
    Thread curThread = Thread.currentThread();
    Object o = values.get(curThread);
    if (o == null && !values.containsKey(curThread))
    {
       o = initialValue();
       values.put(curThread, o);
    }
    return o;
 }

 public void set(Object newValue)
 {
    values.put(Thread.currentThread(), newValue);
 }

 public Object initialValue()
 {
    return null;
 }
}

ThreadLocal 的使用

使用方法一:

Hibernate的文檔時看到瞭關於使ThreadLocal管理多線程訪問的部分。具體代碼如下

1.  public static final ThreadLocal session = new ThreadLocal();
2.  public static Session currentSession() {
3.      Session s = (Session)session.get();
4.      //open a new session,if this session has none
5.   if(s == null){
6.      s = sessionFactory.openSession();
7.      session.set(s);
8.   }
      return s;
9. }

我們逐行分析
1。 初始化一個ThreadLocal對象,ThreadLocal有三個成員方法 get()、set()、initialvalue()。
    如果不初始化initialvalue,則initialvalue返回null。
3。 session的get根據當前線程返回其對應的線程內部變量,也就是我們需要的net.sf.hibernate.Session(相當於對應每個數據庫連接).多線程情況下共享數據庫鏈接是不安全的。ThreadLocal保證瞭每個線程都有自己的s(數據庫連接)。
5。如果是該線程初次訪問,自然,s(數據庫連接)會是null,接著創建一個Session,具體就是行6。
6。創建一個數據庫連接實例 s
7。保存該數據庫連接s到ThreadLocal中。
8。如果當前線程已經訪問過數據庫瞭,則從session中get()就可以獲取該線程上次獲取過的連接實例。

使用方法二

當要給線程初始化一個特殊值時,需要自己實現ThreadLocal的子類並重寫該方法,通常使用一個內部匿名類對ThreadLocal進行子類化,EasyDBO中創建jdbc連接上下文就是這樣做的:

 public class JDBCContext{
 private static Logger logger = Logger.getLogger(JDBCContext.class);
 private DataSource ds;
 protected Connection connection;
 private boolean isValid = true;
 private static ThreadLocal jdbcContext;
 
 private JDBCContext(DataSource ds){
  this.ds = ds;
  createConnection(); 
 }
 public static JDBCContext getJdbcContext(javax.sql.DataSource ds)
 { 
  if(jdbcContext==null)jdbcContext=new JDBCContextThreadLocal(ds);
  JDBCContext context = (JDBCContext) jdbcContext.get();
  if (context == null) {
   context = new JDBCContext(ds);
  }
  return context;
 }

 private static class JDBCContextThreadLocal extends ThreadLocal {
  public javax.sql.DataSource ds;
  public JDBCContextThreadLocal(javax.sql.DataSource ds)
  {
   this.ds=ds;
  }
  protected synchronized Object initialValue() {
   return new JDBCContext(ds);
  }
 }
}

使用單例模式,不同的線程調用getJdbcContext()獲得自己的jdbcContext,都是通過JDBCContextThreadLocal 內置子類來獲得JDBCContext對象的線程局部變量,這個變

 

摘自 廊坊師范學院-梁煥月博客

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