Thread学习(八) ThreadLocal实现线程范围内的共享变量

秒速五厘米 2022-07-14 02:23 197阅读 0赞

# 什么叫线程范围内的共享数据（线程外独立）？ #

一个线程在运行的时候可以调用A模块，B模块，C模块，就比如我们调用A，B，C三个对象，A，B，C三个模块内部的代码就要访问外面的变量，那么此时如果我们把ABC调用的那个变量设置成static的静态变量，我们也可以实现让ABC同时访问同一个变量，但是如果我们用第二个线程去同时调用ABC去访问这个变量，这时候第二个线程访问到的这个变量就不是刚才我们线程1所访问的变量了！！！而是另外一个数据，也就是说static的变量在被同一个线程访问的时候这个变量是相同的，当我们换了线程访问，那么这个数据就不同了。那如果我们是5个线程访问这个变量，那么我们就会得到5个不同的变量。

public class ThreadScopShareData {
    	private static int data = 0;//我们定义一个静态变量data
    	
    	static class A{//定义一个静态内部类
    		public void getData(){
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"从A中得到数据"+data);
    		}
    	}
    	
    	static class B{//定义第二个静态内部类
    		public void getData(){
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"从B中得到数据"+data);
    		}
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		//在主函数中创建两个线程
    		for(int i=1;i<3;i++){
    			new Thread(new Runnable() {
    				@Override
    				public void run() {
    					data =new Random().nextInt();
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"已经设置了数据"+data);
    					new A().getData();
    					new B().getData();
    				}
    			}).start();
    			
    		}
    	}
    }

我们运行上面的程序会发现结果如下

Thread-0已经设置了数据9296023  
Thread-1已经设置了数据979192099  
Thread-0从A中得到数据979192099  
Thread-1从A中得到数据979192099  
Thread-0从B中得到数据979192099  
Thread-1从B中得到数据979192099

线程0设置的数据和线程0取得的数据是不同的，所以这里的数据就没有实现线程内的共享！

# ThreadLocal就相当于一个map #

现在我们把上面的程序改写一下

public class ThreadScopShareData {
    	private static int data = 0;//我们定义一个静态变量data
    	private static Map<Thread, Integer> threadData = new HashMap<Thread,Integer>();
    	static class A{//定义一个静态内部类
    		public void getData(){
    			int data = threadData.get(Thread.currentThread());
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"从A中得到数据"+data);
    		}
    	}
    	
    	static class B{//定义第二个静态内部类
    		public void getData(){
    			int data = threadData.get(Thread.currentThread());
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"从B中得到数据"+data);
    		}
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		//在主函数中创建两个线程
    		for(int i=1;i<3;i++){
    			new Thread(new Runnable() {
    				@Override
    				public void run() {
    					int data =new Random().nextInt();
    					threadData.put(Thread.currentThread(), data);
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"已经设置了数据"+data);
    					new A().getData();
    					new B().getData();
    				}
    			}).start();
    			
    		}
    	}
    }

我们创建一个map，然后为每个线程创建一个局部变量，然后以线程的名字单做key保存在线程中，这样我们会获得下面的结果

Thread-1已经设置了数据-1254485186  
Thread-0已经设置了数据1394718209  
Thread-1从A中得到数据-1254485186  
Thread-0从A中得到数据1394718209  
Thread-1从B中得到数据-1254485186  
Thread-0从B中得到数据1394718209

我们发现此时线程1和线程2的这个变量相互独立了。

# ThreadLocal #

首先ThreadLocal和本地线程没有一毛钱关系，更不是一个特殊的Thread，它只是一个线程的局部变量(其实就是一个Map),ThreadLocal会为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。这样做其实就是以空间换时间的方式(与synchronized相反)，以耗费内存为代价，单大大减少了线程同步(如synchronized)所带来性能消耗以及减少了线程并发控制的复杂度。

我们把上面的程序改成ThreadLocal实现

public class ThreadScopShareData {
    	private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>();
    	public static void main(String[] args) {
    		//在主函数中创建两个线程
    		for(int i=1;i<3;i++){
    			new Thread(new Runnable() {
    				@Override
    				public void run() {
    					int data =new Random().nextInt();
    					threadLocal.set(data);
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"已经设置了数据"+data);
    					new A().getData();
    					new B().getData();
    				}
    			}).start();
    			
    		}
    	}
    	static class A{//定义一个静态内部类
    		public void getData(){
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"从A中得到数据"+threadLocal.get());
    		}
    	}
    	
    	static class B{//定义第二个静态内部类
    		public void getData(){
    			threadLocal.get();
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"从B中得到数据"+threadLocal.get());
    		}
    	}
    	
    }

运行结果  
Thread-0已经设置了数据-732021060  
Thread-1已经设置了数据712253571  
Thread-1从A中得到数据712253571  
Thread-0从A中得到数据-732021060  
Thread-1从B中得到数据712253571  
Thread-0从B中得到数据-732021060

# 多个变量怎么用ThreadLocal存储？ #

一个ThreadLocal就代表一个变量，那么要是想在一个线程中存储多个变量的时候怎么存储呢 ？

此时我们可以把多个变量封装成一个对象，然后把这个对象存储在ThreadLocal中就可以实现我们的需求了。。

我们把上面的代码改写一下，让我们的ThreadLocal可以存放多个变量，并且每个线程的ThreadLocal都是独立的。

/**
     * 
     * 
     * ThreadScopShareData
     * 创建人:LBM
     * 时间：2016年11月24日-下午3:03:03 
     * @version 1.0.0
     *
     */
    public class ThreadScopShareData {
    	public static void main(String[] args) {
    		A a = new A();
    		B b = new B();
    		// 在主函数中创建两个线程
    		for (int i = 1; i < 3; i++) {
    			new Thread(new Runnable() {
    				@Override
    				public void run() {
    					int data = new Random().nextInt();
    					LocalData.getInstance().setAge(data);//创建自己的对象存放变量
    					LocalData.getInstance().setName("name"+data);//创建自己的对象存放变量
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName() +data);
    					a.getData();
    					b.getData();
    				}
    			}).start();
    
    		}
    	}
    
    	static class A {// 定义一个静态内部类
    		public void getData() {
    			LocalData localData =LocalData.getInstance();//创建自己线程内部的对象去获得变量
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "从A中得到数据" + "age===" + localData.getAge()
    					+ "name===" + localData.getName());
    		}
    	}
    	static class B {// 定义第二个静态内部类
    		public void getData() {
    			LocalData localData =LocalData.getInstance();//创建自己线程内部的对象去获得变量
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "从B中得到数据" + "age===" + localData.getAge()
    					+ "name===" + localData.getName());
    		}
    	}
    
    }
    /**
     * 
     * 我们从线程的任意地方调用我的这个对象，都会得到和该线程相关的一个实例对象。
     * LocalData
     * 创建人:LBM
     * 时间：2016年11月24日-下午3:03:21 
     * @version 1.0.0
     *
     */
    class LocalData {//创建一个对象
    	private LocalData() {// 构造方法私有化
    
    	}
    	public static LocalData getInstance() {
    		LocalData localData = threadLocal.get();//当我们从当前线程中的ThreadLocal中拿不到对象的时候我们就创建新的对象
    		if (localData == null) {
    			localData = new LocalData();
    			threadLocal.set(localData);
    		}
    		return localData;
    	}
    	//在对象内部创建一个ThreadLocal，这样当每个线程来创建对象的时候，创建的都是这个线程自己内部的对象
    	private static ThreadLocal<LocalData> threadLocal = new ThreadLocal<LocalData>();
    	private String name;
    	private int age;
    	public String getName() {
    		return name;
    	}
    
    	public void setName(String name) {
    		this.name = name;
    	}
    
    	public int getAge() {
    		return age;
    	}
    
    	public void setAge(int age) {
    		this.age = age;
    	}
    
    }

我们上面封装的对象把ThreadLocal封装在这个对象内部，然后通过单例模式的思想就实现了无论在线程的哪里调用这个对象，所得到的对象都是和这个线程相关的对象！每个线程调用getInstance创建对象的时候，都会进行判断，该线程是否存在这个对象，如果存在直接返回，如果不存在，创建一个新的对象。