詳解java中ThreadLocal本地線程和同步機制的比較實例

這篇文章主要介紹了java 中ThreadLocal本地線程和同步機制的比較的相關資料,需要的朋友可以參考下

ThreadLocal的設計

首先看看ThreadLocal的介面：

Object get() ; // 返回当前线程的线程局部变量副本 protected Object
initialValue(); // 返回该线程局部变量的当前线程的初始值          
void set(Object value); // 设置当前线程的线程局部变量副本的值

　　ThreadLocal有3個方法，其中值得注意的是initialValue()，該方法是一個protected的方法，顯然是為了子類別重寫而刻意實現的。此方法傳回目前執行緒在該執行緒局部變數的初始值，這個方法是延遲呼叫方法，在一個執行緒第1次呼叫get()或set(Object)時才執行，並且只執行1次。 ThreadLocal中的確實實作直接回傳一個null：

protected Object initialValue() { return null; }

　　ThreadLocal是如何做到為每個執行緒維護變數的副本的呢？其實實作的想法很簡單，在ThreadLocal類別中有一個Map，用來儲存每個執行緒的變數的副本。

例如下面的範例實作：就相當於存Map 這個是ThreadLocal的get方法的實作

public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线程
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
      ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
      if (e != null)
        return (T)e.value;
    }
    return setInitialValue();
  }
  
  
   ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
  }

ThreadLocal與其它同步機制的比較

　　ThreadLocal和其它同步機制相比有什麼優點呢？ ThreadLocal和其它所有的同步機制都是為了解決多線程中的對同一變數的存取衝突，在普通的同步機制中，是透過物件加鎖來實現多個執行緒對同一變數的安全存取的。這時該變數是多個執行緒共享的，使用這種同步機制需要很細緻地分析在什麼時候對變數進行讀寫，什麼時候需要鎖定某個對象，什麼時候釋放該對象的鎖等等很多。所有這些都是因為多個執行緒共享了資源造成的。 ThreadLocal就從另一個角度來解決多線程的並發訪問，ThreadLocal會為每一個線程維護一個和該線程綁定的變量的副本，從而隔離了多個線程的數據，每一個線程都擁有自己的變量副本，從而也就沒有必要對該變數進行同步了。 ThreadLocal提供了一個線程安全的共享對象，在編寫多線程程式碼時，可以把不安全的整個變數封裝進ThreadLocal，或者把該對象的特定於線程的狀態封裝進ThreadLocal。

　　由於ThreadLocal中可以持有任何類型的對象，所以使用ThreadLocal get當前線程的值是需要強制類型轉換。但隨著新的Java版本（1.5）將模版的引入，新的支援模版參數的ThreadLocal類別將從中受益。也可以減少強制類型轉換，並將一些錯誤檢查提前到了編譯期，將一定程度地簡化ThreadLocal的使用。

總結

    當然ThreadLocal並不能取代同步機制，兩者面向的問題領域不同。同步機制是為了同步多個執行緒對相同資源的並發訪問，是為了多個執行緒之間進行通訊的有效方式；而ThreadLocal是隔離多個執行緒的資料共享，從根本上就不在多個執行緒之間共享資源（變數），這樣當然不需要對多個執行緒進行同步了。所以，如果你需要進行多個線程之間進行通信， 則使用同步機制；如果需要隔離多個線程之間的共享衝突，可以使用ThreadLocal，這將極大地簡化你的程序，使程序更加易讀、簡潔。

ThreadLocal常見用途：

#儲存目前session使用者
存放一些context變數，例如webwork的ActionContext
#存放session，例如Spring hibernate orm的session

範例：用ThreadLocal 實作每執行緒Singleton

       執行緒局部變數常被用來描繪有狀態「單子」（Singleton ) 或線程安全的共享對象，或者是透過把不安全的整個變數封裝進ThreadLocal，或者是透過把對象的特定於線程的狀態封裝進ThreadLocal。例如，在與資料庫有緊密聯繫的應用程式中，程式的許多方法可能都需要存取資料庫。在系統的每個方法中都包含一個 Connection 作為參數是不方便的 — 用「單子」來存取連接可能是一個雖然更粗糙，但卻方便得多的技術。然而，多個執行緒不能安全地共用一個 JDBC Connection。如清單 3 所示，透過使用「單子」中的 ThreadLocal，我們就能讓我們的程式中的任何類別輕鬆取得每個執行緒 Connection 的一個引用。這樣，我們可以認為 ThreadLocal 允許我們建立每個線程單子。

package org.heinrich.app.connection;

import java.sql.Connection;

public class ConnectionUtils {
 
 
 private final static ThreadLocal<Connection> threadLocal = new ThreadLocal<>();
 
 
 public Connection getConnection(){
 Connection connection = threadLocal.get();
 if(connection ==null){
  connection = new DBHelper().getConn();
  threadLocal.set(connection);
 }
 
 return connection;
 }
 
 

}

package org.heinrich.app.connection;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
//数据库连接
public class DBHelper {
 public static final String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/fk_test";
 public static final String name = "com.mysql.jdbc.Driver";
 public static final String user = "root";
 public static final String password = "root";

 public Connection conn = null;

 public Connection getConn() {
 try {
  Class.forName(name);// 指定连接类型
  conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);// 获取连接
 } catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
 }
 return conn;
 }

}

簡單的實作Mysql連接線程安全的一種方式

理論上，ThreadLocal是的確是相對於每個線程，每個線程都會有自己的ThreadLocal。但是上面已經講到，一般的應用程式伺服器都會維護一套執行緒池。因此，不同使用者訪問，可能會接受到相同的執行緒。因此，在做基於TheadLocal時，需要謹慎，避免出現ThreadLocal變數的快取，導致其他執行緒存取到本執行緒變數。

以上是詳解java中ThreadLocal本地線程和同步機制的比較實例的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！