Java多线程下 ThreadLocal 的应用实例 - 51Testing软件测试论坛

4）public void remove()：移除此线程局部变量当前线程的值。如果此线程局部变量随后被当前线程读取，且这期间当前线程没有设置其值，则将调用其 initialValue() 方法重新初始化其值。这将导致在当前线程多次调用 initialValue 方法。

package sync;
public class SequenceNumber {
// 定义匿名子类创建ThreadLocal的变量
private static ThreadLocal<Integer> seqNum = new ThreadLocal<Integer>() {
// 覆盖初始化方法
public Integer initialValue() {
return 0;
}
};
// 下一个序列号
public int getNextNum() {
seqNum.set(seqNum.get() + 1);
return seqNum.get();
}
private static class TestClient extends Thread {
private SequenceNumber sn;
public TestClient(SequenceNumber sn) {
this.sn = sn;
}
// 线程产生序列号
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println("thread[" + Thread.currentThread().getName() + "] sn[" + sn.getNextNum() + "]");
}
}
}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
SequenceNumber sn = new SequenceNumber();
// 三个线程产生各自的序列号
TestClient t1 = new TestClient(sn);
TestClient t2 = new TestClient(sn);
TestClient t3 = new TestClient(sn);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
}
}

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thread[Thread-1] sn[1]
thread[Thread-1] sn[2]
thread[Thread-1] sn[3]
thread[Thread-2] sn[1]
thread[Thread-2] sn[2]
thread[Thread-2] sn[3]
thread[Thread-0] sn[1]
thread[Thread-0] sn[2]
thread[Thread-0] sn[3]

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ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢？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。

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。而 ThreadLocal 则从另一个角度来解决多线程的并发访问。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。

概括起来说，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。

需要注意的是 ThreadLocal 对象是一个本质上存在风险的工具，应该在完全理解将要使用的线程模型之后，再去使用 ThreadLocal 对象。这就引出了线程池（thread pooling）的问题，线程池是一种线程重用技术，有了线程池就不必为每个任务创建新的线程，一个线程可能会多次使用，用于这种环境的任何 ThreadLocal 对象包含的都是最后使用该线程的代码所设置的状态，而不是在开始执行新线程时所具有的未被初始化的状态。那么 ThreadLocal 是如何实现为每个线程保存独立的变量的副本的呢？通过查看它的源代码，我们会发现，是通过把当前“线程对象”当作键，变量作为值存储在一个 Map 中。

private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}

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ThreadLocal不是用来解决对象共享访问问题的，而主要是提供了保持对象的方法和避免参数传递的方便的对象访问方式。归纳了两点：
1、每个线程中都有一个自己的ThreadLocalMap类对象，可以将线程自己的对象保持到其中，各管各的，线程可以正确的访问到自己的对象。

2、将一个共用的ThreadLocal静态实例作为key，将不同对象的引用保存到不同线程的ThreadLocalMap中，然后在线程执行的各处通过这个静ThreadLocal实例的get()方法取得自己线程保存的那个对象，避免了将这个对象作为参数传递的麻烦。

ThreadLocal以空间换取时间，提供了一种非常简便的多线程实现方式。因为多个线程并发访问无需进行等待，所以使用ThreadLocal 会获得更大的性能。虽然使用ThreadLocal会带来更多的内存开销，但这点开销是微不足道的。因为保存在ThreadLocal中的对象，通常都是比较小的对象。另外使用ThreadLocal不能使用原子类型，只能使用Object类型。ThreadLocal的使用比synchronized要简单得多。

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。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。

Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。

当然ThreadLocal并不能替代synchronized,它们处理不同的问题域。Synchronized用于实现同步机制，比ThreadLocal更加复杂。