Spring-利用ThreadLocal解决线程安全问题(多线程并发登录)

秒速五厘米 2022-05-30 05:26 973阅读 0赞

### ThreadLocal是什么 ###

ThreadLocal，顾名思义，它不是一个线程，而是线程的一个本地化对象。当工作于多线程中的对象使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程分配一个独立的变量副本。所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其他线程所对应的副本。从线程的角度看，这个变量就像是线程的本地变量，这也是类名中“Local”所要表达的意思。  
  
  
  
ThreadLocal的方法很简单，主要的就是4个方法

### ThreadLocal的实现思路 ###

那么ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护一份独立的变量副本呢？其实实现思路很简单：在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储没一个线程的变量副本，Map中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。我们自己也可以提供一个简单的实现版本：

### ThreadLocal的运用 ###

下面是我在项目中运用ThreadLocal来实现多线程情况下，用户信息的管理Session：

### ThreadLocal与Thread同步机制的比较 ###

ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题，那么，ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢？  
在同步机制中，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序缜密的分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大  
而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal为每一个线程提供一个独特的变量副本，从而隔离了多个线程对访问数据的冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的对象封装，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。  
概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式：访问串行化，对象共享化。而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式：访问并行化，对象独享化。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

### Spring利用ThreadLocal解决线程安全问题 ###

我们知道在一般情况下，只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享，在Spring中，绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。就是因为Spring对一些Bean（如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder）中非线程安全的“状态性对象”采用ThreadLocal进行封装，让它们也成为线程安全的“状态性对象”，因为有状态的Bean就能够以singleton方式在多线程中正常工作了。  
通过查看TransactionSynchronizationManager源码可以发现Spring事务的工作机制，我们可以自己利用ThreadLocal来实现自定义的Session和Transaction管理：

<table style="border-spacing:0px;background-color:rgb(255,255,255);color:rgb(51,51,51);font-family:PingFangSC, 'helvetica neue', 'hiragino sans gb', arial, 'microsoft yahei ui', 'microsoft yahei', simsun, sans-serif;width:auto;border:none;font-size:14px;margin:0px;"> 
 <tbody> 
 <tr style="background-color:rgb(249,249,249);"> 
 <td style="padding:0px;margin:0px;vertical-align:middle;border-style:none;"><pre style="font-family:Menlo, Monaco, Consolas, 'Courier New', monospace;font-size:13px;padding-right:0px;padding-left:0px;margin-bottom:0px;line-height:1.42857;color:rgb(51,51,51);background-color:rgb(245,245,245);border:1px solid rgb(204,204,204);">1
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</pre></td> 
 <td style="padding:0px;margin:0px;vertical-align:middle;border-style:none;"><pre style="font-family:Menlo, Monaco, Consolas, 'Courier New', monospace;font-size:13px;padding-right:0px;padding-left:0px;margin-bottom:0px;line-height:1.42857;color:rgb(51,51,51);background-color:rgb(245,245,245);border:1px solid rgb(204,204,204);">package com.benjamin.common;

import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.SessionFactory;
import org.hibernate.Transaction;
import org.hibernate.cfg.Configuration;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import java.io.File;

/**
 * Created by piqiu on 2/27/16.
 */
public class HibernateUtil {
 

 private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HibernateUtil.class);

 /** 存储hibernate session的ThreadLocal **/
 private static final ThreadLocal&lt;Session&gt; sessionThreadLocal = new ThreadLocal&lt;&gt;();

 /** 存储事务n的ThreadLocal **/
 private static final ThreadLocal&lt;Transaction&gt; transactionThreadLocal = new ThreadLocal&lt;&gt;();

 /** session工厂 **/
 private static SessionFactory sessionFactory;

 /**
 * 初始化sessionFactory
 * @param file
 */
 public static void initSessionFactory(File file) {
 
 Configuration configuration = new Configuration();
 configuration.configure(file);
 sessionFactory = configuration.buildSessionFactory();
 }

 /**
 * 取得当前线程绑定的session
 * @return
 */
 public static Session currentSession() {
 
 Session session = sessionThreadLocal.get();
 if (session == null) {
 
 session = sessionFactory.openSession();
 sessionThreadLocal.set(session);
 }
 return session;
 }

 /**
 * 关闭session
 */
 public static void closeSession() {
 
 Session session = sessionThreadLocal.get();
 if (session != null) {
 
 sessionThreadLocal.set(null);
 session.clear();
 session.close();
 }
 }

 /**
 * 取得当前session的事务
 * @return
 */
 public static Transaction transaction() {
 
 Transaction transaction = transactionThreadLocal.get();
 if (transaction == null) {
 
 transaction = currentSession().beginTransaction();
 transactionThreadLocal.set(transaction);
 }
 return transaction;
 }

 /**
 * 提交事务
 */
 public static void commitTransaction() {
 
 Transaction transaction = transactionThreadLocal.get();
 transactionThreadLocal.set(null);
 if (transaction != null) {
 
 transaction.commit();
 }
 }

 /**
 * 回滚事务
 */
 public static void rollbackTransaction() {
 
 Transaction transaction = transactionThreadLocal.get();
 transactionThreadLocal.set(null);
 if (transaction != null) {
 
 transaction.rollback();
 }
 }</pre></td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>