Java中ThreadLocal的詳細介紹（程式碼範例）

這篇文章帶給大家的內容是關於Java中ThreadLocal的詳細介紹（程式碼範例），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

ThreadLocal基本上在專案開發中基本不會用到, 但是面試官是比較喜歡問這類問題的;所以還是有必要了解一下該類別的功能與原理的.

ThreadLocal是什麼

ThreadLocal是一個將在多線程中為每一個線程創建單獨的變量副本的類別; 當使用ThreadLocal來維護變量時, ThreadLocal會為每個線程創建單獨的變量副本, 避免因多執行緒操作共享變數而導致的資料不一致的情況;

ThreadLocal類別用在哪些場景

一般來說, ThreadLocal在實際工業生產中並不常見, 但是在很多框架中使用卻能夠解決一些框架問題;Spring中的事務、Spring 中作用域Scope 為Request的Bean 使用ThreadLocal來解決.

ThreadLocal使用方法

1、將需要被多執行緒存取的屬性使用ThreadLocal變數來定義; 以下以網路多數舉例的DBConnectionFactory類別為例來舉例

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class DBConnectionFactory {

    private static final ThreadLocal dbConnectionLocal = new ThreadLocal() {
        @Override
        protected Connection initialValue() {
            try {
                return DriverManager.getConnection("", "", "");
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
        }
    };

    public Connection getConnection() {
        return dbConnectionLocal.get();
    }
}

這樣在Client取得Connection的時候, 每個線程獲取到的Connection都是該線程獨有的, 做到Connection的線程隔離; 所以並不存在線程安全問題

ThreadLocal如何實現線程隔離

1、主要是用到了Thread物件中的一個ThreadLocalMap類型的變數threadLocals, 負責儲存目前執行緒的關於Connection的物件, 以dbConnectionLocal 這個變數為Key, 以新建的Connection物件為Value; 這樣的話, 執行緒第一次讀取的時候如果不存在就會呼叫ThreadLocal的initialValue方法建立一個Connection物件並且回傳;

#具體關於為線程分配變數副本的程式碼如下:

public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();
}

1、首先取得當前線程物件t, 然後從線程t獲取到ThreadLocalMap的成員屬性threadLocals

2、如果當前線程的threadLocals已經初始化(即不為null) 並且存在以當前ThreadLocal物件為Key的值, 則直接傳回目前執行緒要取得的物件(本例中為Connection);

3、如果目前執行緒的threadLocals已經初始化(即不為null)但是不存在以當前ThreadLocal物件為Key的物件, 那麼重新建立一個Connection物件, 並且添加到當前線程的threadLocals Map中,並返回

4、如果當前線程的threadLocals屬性還沒有被初始化, 則重新建立一個ThreadLocalMap物件, 並且創建一個Connection物件並新增到ThreadLocalMap物件中並傳回。

如果存在則直接回傳很好理解, 那麼對於如何初始化的程式碼又是怎樣的呢?

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;
}

1、先呼叫我們上面寫的重載過後的initialValue方法, 產生一個Connection物件

2、繼續查看當前線程的threadLocals是不是空的, 如果ThreadLocalMap已被初始化, 那麼直接將產生的物件添加到ThreadLocalMap中, 如果沒有初始化, 則創建並添加物件到其中;

同時, ThreadLocal也提供了直接操作Thread物件中的threadLocals的方法

public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
}

這樣我們也可以不實作initialValue, 將初始化工作放到DBConnectionFactory的getConnection方法中:

public Connection getConnection() {
    Connection connection = dbConnectionLocal.get();
    if (connection == null) {
        try {
            connection = DriverManager.getConnection("", "", "");
            dbConnectionLocal.set(connection);
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return connection;
}

那麼我們看過程式碼之後就很清晰的知道了為什麼ThreadLocal能夠實現變數的多線程隔離了; 其實就是用了Map的資料結構給當前線程緩存了, 要使用的時候就從本線程的threadLocals物件中獲取就可以了, key就是當前線程;

當然了在當前線程下獲取當前線程裡面的Map裡面的物件並操作肯定沒有線程並發問題了, 當然能做到變數的線程間隔離了;

現在我們知道了ThreadLocal到底是什麼了, 又知道瞭如何使用ThreadLocal以及其基本實現原理了是不是就可以結束了呢? 其實還有一個問題就是ThreadLocalMap是個什麼物件, 為什麼要用這個物件呢?

ThreadLocalMap物件是什麼

本質上來講, 它就是一個Map, 但是這個ThreadLocalMap與我們平時見到的Map有點不一樣

1、它沒有實作Map介面;

2、它沒有public的方法, 最多有一個default的建構方法, 因為這個ThreadLocalMap的方法僅僅在ThreadLocal類別中呼叫, 屬於靜態內部類別

3、ThreadLocalMap的Entry實作繼承了WeakReference>

4、方法僅僅用了一個Entry陣列來儲存Key, Value; Entry並不是鍊錶形式,而是每個bucket裡面只放一個Entry;

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以上是Java中ThreadLocal的詳細介紹（程式碼範例）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！