导读:ThreadLocal一般称为线程本地变量,它是一种特殊的线程绑定机制,将变量与线程绑定在一起,为每一个线程维护一个独立的变量副本。通过ThreadLocal可以将对象的可见范围限制在同一个线程内。
需要重点强调的的是,不要拿ThreadLocal和synchronized做类比,因为这种比较压根就是无意义的!sysnchronized是一种互斥同步机制,是为了保证在多线程环境下对于共享资源的正确访问。而ThreadLocal从本质上讲,无非是提供了一个“线程级”的变量作用域,它是一种线程封闭(每个线程独享变量)技术,更直白点讲,ThreadLocal可以理解为将对象的作用范围限制在一个线程上下文中,使得变量的作用域为“线程级”。
没有ThreadLocal的时候,一个线程在其声明周期内,可能穿过多个层级,多个方法,如果有个对象需要在此线程周期内多次调用,且是跨层级的(线程内共享),通常的做法是通过参数进行传递;而ThreadLocal将变量绑定在线程上,在一个线程周期内,无论“你身处何地”,只需通过其提供的get方法就可轻松获取到对象。极大地提高了对于“线程级变量”的访问便利性。
假设我们要为每个线程关联一个唯一的序号,在每个线程周期内,我们需要多次访问这个序号,这时我们就可以使用ThreadLocal了.(当然下面这个例子没有完全体现出跨层级跨方法的调用,理解就可以了)
执行结果,可以看到每个线程都分配到了一个唯一的ID,同时在此线程范围内的"任何地点",我们都可以通过ThreadId.get()这种方式直接获取。
set操作,为线程绑定变量
可以看到,ThreadLocal不过是个入口,真正的变量是绑定在线程上的。
下面给是Thread类中的定义,每个线程对象都拥有一个ThreadLocalMap对象
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
现在,我们能看出ThreadLocal的设计思想了:
乍看上去,这种设计确实有些绕。我们完全可以在设计成Map<Thread,T>这种形式,一个线程对应一个存储对象。ThreadLocal这样设计的目的主要有两个:
我们再来看看get方法
setInitialValue
initialValue方法,默认是null,访问权限是protected,即允许重写。
protected T initialValue() {
return null;
}
谈到这儿,我们应该已经对ThreadLocal的设计目的及设计思想有一定的了解了。
还有一个会引起疑惑的问题,我们说ThreadLocal为每一个线程维护一个独立的变量副本,那么是不是说各个线程之间真正的做到对于对象的“完全自治”而不对其他线程的对象产生影响呢?其实这已经不属于对于ThreadLocal的讨论,而是你出于何种目的去使用ThreadLocal。如果我们为一个线程关联的对象是“完全独享”的,也就是每个线程拥有一整套的新的 栈中的对象引用+堆中的对象,那么这种情况下是真正的彻底的“线程独享变量”,相当于一种深度拷贝,每个线程自己玩自己的,对该对象做任何的操作也不会对别的线程有任何影响。
另一种更普遍的情况,所谓的独享变量副本,其实也就是每个线程都拥有一个独立的对象引用,而堆中的对象还是线程间共享的,这种情况下,自然还是会涉及到对共享资源的访问操作,依然会有线程不安全的风险。所以说,ThreadLocal无法解决线程安全问题。
所以,需不需要完全独享变量,进行完全隔离,就取决于你的应用场景了。可以想象,对象过大的时候,如果每个线程都有这么一份“深拷贝”,并发又比较大,对于服务器的压力自然是很大的。像web开发中的servlet,servlet是线程不安全的,一请求一线程,多个线程共享一个servlet对象;而早期的CGI设计中,N个请求就对应N个对象,并发量大了之后性能自然就很差。
ThreadLocal在spring的事务管理,包括Hibernate的session管理等都有出现,在web开发中,有时会用来管理用户会话 HttpSession,web交互中这种典型的一请求一线程的场景似乎比较适合使用ThreadLocal,但是需要特别注意的是,由于此时session与线程关联,而tomcat这些web服务器多会采用线程池机制,也就是说线程是可复用的,所以在每一次进入的时候都需要重新进行set,或者在结束时及时remove。