面试之ThreadLocal

使用

ThreadLocal提供了线程安全的另一种思路，我们平常说的线程安全主要是保证共享数据的并发访问问题，通过sychronized锁或者CAS无锁策略保证数据的一致性。ThreadLocal是让每个线程都拥有一份线程私有的数据，线程之间彼此不影响。

下面的例子有2个线程[thread#1],[thread#2]修改类变量initVal,当类变量是ThreadLocal的时候2个线程修改的值互补影响，打印的结果都是10

public class ThreadLocalDemo {

    private static ThreadLocal<Integer> initVal = new ThreadLocal<Integer>() {
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 0;
        }
    };

    public static void modify() {
        initVal.set(initVal.get() + 10);
        System.out.println(initVal.get());
    }


    public static void main(String[] args) {
        new Thread("Thread#1") {
            @Override
            public void run() {
                modify();
            }
        }.start();
        new Thread("Thread#2") {
            @Override
            public void run() {
                modify();
            }
        }.start();
    }
}

上面的例子2个线程是如果做到同时独立修改变量的，答案就在ThreadLocal的set(),get()方法里面

原理

image

每个线程Thread中维护了线程局部变量ThreadLocalMap,ThreadLocal的get,set操作就是操作了Thread中的线程局部变量ThreadLocalMap对象。下面这张图可以更清晰的说明数据是如何产生副本的

01091502_DA7y.png

这里的ThreadLocalMap是作为线程Thread的一个变量定义的，这样定义的好处是ThreadLoaclMap的生命周期跟所属的线程T hreadbaoc保持一致，Thread销毁后，Map也随之销毁

public T get() {
        //①get方法首先获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //②获取当前线程中的ThreadLocalMap变量 
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
             //③this说明entry的key是ThreadLocal
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        //④如果entry空，则value取初始化的Value值
        return setInitialValue();
    }

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

有ThreadLocal#get方法注释②的代码可以看到，这个ThreadLocalMap是线程中的变量，也就是说每个线程都是相互独立的

public
class Thread implements Runnable {

    //************************其他变量定义**********************//
    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

应用场景

Spring中的很多单例类TransactionSynchronizationManager,RequestContextHolder,LocaleContextHolder中就是通过ThreadLocal保存各自线程变量的副本，这样就不需要重复创建类。