Java并发编程之threadLocal

1、ThreadLocal介绍

多个线程访问同一个共享变量时特别容易出现并发问题，特别是多线程需要对共享变量进行写入时。为了保证线程安全，一般使用者在访问共享变量的时候需要进行适当的同步，如图

同步的一般措施是加锁，这就需要使用者对锁有一定的了解，这显然加重了使用者的负担，那么有没有一种方法可以做到，当创建一个变量后，每个线程对其进行访问的时候访问的是自己线程的变量呢？其实ThreadLocal就可以做到。

ThreadLocal是JDK包提供的，它提供了线程本地变量，也就是说如果创建了一个ThreadLocal变量，那么访问这个变量的每一个线程都会有这个变量的一个本地副本。当多线程操作这个变量的时候，实际操作的就是自己本地内存的里面的里面的变量，从而避免了线程安全问题。创建一个ThreadLocal变量后，每一个线程都会复制一个变量到自己的本地内存。

2、ThreadLocal使用实例

package com.heiye.learn1;

public class ThreadLocalTest {
  //print方法
  static void print(String threadName) {
      //打印当前线程本地内存中LocalVariable变量的值
      System.out.println(threadName + ":" + localVariable.get());
      //清除当前线程本地内存中的localVariable变量值
      //localVariable.remove();
  }

  //创建ThreadLocal变量
  static ThreadLocal<String> localVariable = new ThreadLocal<>();

  public static void main(String[] args) {
      //创建线程threadOne
      Thread threadOne = new Thread(new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
              //设置线程one变量localVariable值
              localVariable.set("threadOne local Variable");
              //调用打印函数
              print("threadOne");
              //打印本地变量值
              System.out.println("threadOne remove after" + ":" + localVariable.get());
          }
      });
      //创建线程threadTwo
      Thread threadTwo = new Thread(new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
              //设置线程two变量localVariable值
              localVariable.set("threadTwo local Variable");
              //调用打印函数
              print("threadTwo");
              //打印本地变量值
              System.out.println("threadTwo remove after" + ":" + localVariable.get());
          }
      });

      threadOne.start();
      threadTwo.start();
  }
}

线程one首先通过set()方法为变量设置了一个值，这其实设置的就是线程one本地内存中对于threadLocal变量的一个副本。这个副本是线程two访问不了的。

如果清除当前线程本地内存中的localVariable变量值，也就是执行localVariable.remove() ;则：

3、ThreadLocal实现原理

首先查看一下ThreadLocal类图结构

由该图可知，Thread类有一个ThreadLocals和inheritableThreadLocals，它们都是ThreadLocalMap类型的变量，而ThreadLocalMap是一个定制化的HashMap。在默认的情况下，每个线程中的两个变量都为null，只有当第一个线程调用ThreadLocal的set或者get方法时才会创建它们，其实每个线程得到本地变量不是存放在ThreadLocal实例里面，而是存放在具体的线程内存空间里。ThreadLocal就是一个工具壳，它通过set方法把value值存放在调用线程的threadlocals里面并存放起来，当调用线程调用它的get()方法的时候，再从当前线程的threadLocals变量里面将其拿出来使用。

分析set，get，remove逻辑

//set
public void set(T value) {
      //获取当前线程
      Thread t = Thread.currentThread();
      //将当前线程作为key,到ThreadLocalMap取查找对应的线程变量
      ThreadLocalMap map = getMap(t);
      //如果找到，则设置
      if (map != null)
          map.set(this, value);
      else //第一次调用就创建当前线程所在的hashmap
          createMap(t, value);
  }

//get
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();
  }

//remove
public void remove() {
       ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
       if (m != null)
           m.remove(this);
   }

在每一个线程内都有一个名为threadLocals的成员变量，该变量的类型为HashMap,其中的key为我们定义的threadLocal变量的this引用，value为我们使用set方法设置的值。每个线程的本地变量存放在自己的内存变量ThreadLocals中，如果当前线程一直不消亡，那么这些本地变量会一直存在，所有可能造成内存溢出。

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