java多线程之ThreadLoal详解

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-10-01 11:41 20阅读 0赞

**一、ThreadLocal简介**

多线程访问同一个共享变量时特别容易出现并发问题，特别是在多个线程需要对一个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时需要进行适当的同步

同步一般是通过加锁来实现的,但这对用户有一定要求,加重了使用者的负担.使用ThredLocal就可以做到,创建一个变量后,每个线程对其访问的时候访问的是自己创建的变量.

如果你创建了一个ThreadLocal变量,那么访问这个变量的每个线程都会拥有一个这个变量的副本.操作的时候也是操作的属于自己这个线程的变量,从而避免了线程安全问题.

![在这里插入图片描述][20210419195031830.png_pic_center]  
**二、ThreadLocal使用示例**

package ThreadLocalTest;
    
    public class ThreadLocalTest {
        
    
        static void print(String str) {
        
            //1.1 打印当前线程本地内存中localVariable变量的值
            System.out.println(str + ":" + localVariable.get());
            //清除当前线程本地内存中的localVariable的值
            //localVariable.remove();
        }
    
        //    创建ThreadLocal变量
        static ThreadLocal<String> localVariable = new ThreadLocal<String>();
    
        //    创建线程one
        public static void main(String[] args) {
        
            Thread threadOne = new Thread(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
    //                设置线程One中本地变量loalVariable的值
                    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two
            Thread threadTwo = new Thread(new Runnable() {
        
                @Override
                public void run() {
        
    //                设置线程Two中本地变量loalVariable的值
                    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());
                }
            });
    //        启动线程
            threadOne.start();
            threadTwo.start();
        }
    }

运行结果如下

threadOne:threadOne local variable
    threadOne remove after:threadOne local variable
    threadTwo:threadTwo local variable
    threadTwo remove after:threadTwo local variable

线程One中的代码3.1通过set方法设置了localVariable的值，这其实设置的是线程One本地内存中的一个副本，这个副本线程Two是访问不了的。然后代码3.2调用了print函数，代码1.1通过get函数获取了当前线程（线程One）本地内存中localVariable的值。

线程Two的执行类似于线程One。

将localVariable.remove 这一句代码的注释删除

static void print(String str) {
        
            //1.1 打印当前线程本地内存中localVariable变量的值
            System.out.println(str + ":" + localVariable.get());
            //清除当前线程本地内存中的localVariable的值
            //localVariable.remove();
        }

运行结果如下所示:

threadOne:threadOne local variable
    threadOne remove after:null
    threadTwo:threadTwo local variable
    threadTwo remove after:null

**三、ThreadLocal实现原理**

首先看一下ThreadLocal相关类的类图结构  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NDEyMTk1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
由该图可知，Thread类中有一个threadLocals和一个inheritableThreadLocals，它们都是ThreadLocalMap类型的变量.而ThreadLocalMap是一个定制化的Hashmap。在默认情况下，每个线程中的这两个变量都为null，只有当前线程第一次调用ThreadLocal的set或者get方法时才会创建它们。其实每个线程的本地变量不是存放在ThreadLocal实例里面，而是存放在调用线程的threadLocals变量里面。

也就是说，ThreadLocal类型的本地变量存放在具体的线程内存空间中。**ThreadLocal就是一个工具壳，它通过set方法把value值放入调用线程的threadLocals里面并存放起来，当调用线程调用它的get方法时，再从当前线程的threadLocals变量里面将其拿出来使用**。

如果调用线程一直不终止，那么这个本地变量会一直存放在调用线程的threadLocals变量里面，所以当不需要使用本地变量时可以通过调用ThreadLocal变量的remove方法，从当前线程的threadLocals里面删除该本地变量。另外，Thread里面的threadLocals为何被设计为map结构？很明显是因为每个线程可以关联多个ThreadLocal变量。

[20210419195031830.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210419195031830.png#pic_center
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