ThreadLocal翻译成中文比较准确的叫法应该是:线程局部变量。
这个玩意有什么用处,或者说为什么要有这么一个东东?先解释一下,在并发编程的时候,成员变量如果不做任何处理其实是线程不安全的,各个线程都在操作同一个变量,显然是不行的,并且我们也知道volatile这个关键字也是不能保证线程安全的。那么在有一种情况之下,我们需要满足这样一个条件:变量是同一个,但是每个线程都使用同一个初始值,也就是使用同一个变量的一个新的副本。这种情况之下ThreadLocal就非常使用,比如说DAO的数据库连接,我们知道DAO是单例的,那么他的属性Connection就不是一个线程安全的变量。而我们每个线程都需要使用他,并且各自使用各自的。这种情况,ThreadLocal就比较好的解决了这个问题。
我们从源码的角度来分析这个问题。
首先定义一个ThreadLocal:
public class ConnectionUtil {
private static ThreadLocal<Connection> tl = new ThreadLocal<Connection>();
private static Connection initConn = null;
static {
try {
initConn = DriverManager.getConnection("url, name and password");
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public Connection getConn() {
Connection c = tl.get();
if(null == c) tl.set(initConn);
return tl.get();
}
}
这样子,都是用同一个连接,但是每个连接都是新的,是同一个连接的副本。
那么实现机制是如何的呢?
1、每个Thread对象内部都维护了一个ThreadLocalMap这样一个ThreadLocal的Map,可以存放若干个ThreadLocal。
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
2、当我们在调用get()方法的时候,先获取当前线程,然后获取到当前线程的ThreadLocalMap对象,如果非空,那么取出ThreadLocal的value,否则进行初始化,初始化就是将initialValue的值set到ThreadLocal中。
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
3、当我们调用set()方法的时候,很常规,就是将值设置进ThreadLocal中。 2、当我们在调用get()方法的时候,先获取当前线程,然后获取到当前线程的ThreadLocalMap对象,如果非空,那么取出ThreadLocal的value,否则进行初始化,初始化就是将initialValue的值set到ThreadLocal中。
4、总结:当我们调用get方法的时候,其实每个当前线程中都有一个ThreadLocal。每次获取或者设置都是对该ThreadLocal进行的操作,是与其他线程分开的。
5、应用场景:当很多线程需要多次使用同一个对象,并且需要该对象具有相同初始化值的时候最适合使用ThreadLocal。
6、其实说再多也不如看一下源码来得清晰。如果要看源码,其中涉及到一个WeakReference和一个Map,这两个地方需要了解下,这两个东西分别是a.Java的弱引用,也就是GC的时候会销毁该引用所包裹(引用)的对象,这个threadLocal作为key可能被销毁,但是只要我们定义成他的类不卸载,tl这个强引用就始终引用着这个ThreadLocal的,永远不会被gc掉。b.和HashMap差不多。
事实上,从本质来讲,就是每个线程都维护了一个map,而这个map的key就是threadLocal,而值就是我们set的那个值,每次线程在get的时候,都从自己的变量中取值,既然从自己的变量中取值,那肯定就不存在线程安全问题,总体来讲,ThreadLocal这个变量的状态根本没有发生变化,他仅仅是充当一个key的角色,另外提供给每一个线程一个初始值。如果允许的话,我们自己就能实现一个这样的功能,只不过恰好JDK就已经帮我们做了这个事情。
举个栗子:
接口定义:
public interface DataBind<T> {
void put(T t);
T get();
void remove();
}
继承父类:
public class ThreadLocalDataBind<T> implements DataBind<T> {
private final ThreadLocal<T> threadLocal = new ThreadLocal<T>();
@Override
public void put(T t) {
threadLocal.set(t);
}
@Override
public T get() {
return threadLocal.get();
}
@Override
public void remove() {
threadLocal.remove();
}
}
单例定义:
public final class DataBindManager {
private static final DataBindManager INSTANCE = new DataBindManager();
private final ConcurrentHashMap<Enum, DataBind> map = new ConcurrentHashMap<Enum, DataBind>();
private DataBindManager() {
}
public static DataBindManager getInstance() {
return INSTANCE;
}
public <T> DataBind<T> getDataBind(Enum bindType) {
DataBind<T> dataBind = map.get(bindType);
if (dataBind == null) {
DataBind bind = new ThreadLocalDataBind();
dataBind = map.putIfAbsent(bindType, bind);
if (dataBind == null) {
dataBind = bind;
}
}
return dataBind;
}
public enum DataBindType {
WEI_XIN_OPEN_ID, //微信账号
UNION_ID, //公众平台id
USER_ID, //用户uid
REFER_UID,
USER_INFO, //用户信息
WEI_XIN_PAY_OPEN_ID, //微信支付账号
}
}
在单例中的局部变量使用,本例子中在拦截器中使用(spring mvc中controller也为ioc管理的singleton单例):
public class AutoLoginInterceptor extends AbstractDetectingUrlInterceptor {
private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(AutoLoginInterceptor.class);
private static final DataBind<Long> USER_ID_BIND = DataBindManager.getInstance().getDataBind(DataBindManager.DataBindType.USER_ID);
private static final DataBind<UserTo> USER_INFO_BIND = DataBindManager.getInstance().getDataBind(DataBindManager.DataBindType.USER_INFO);
@Autowired
private WmpUserService wmpUserService;
@Autowired
private Contants contants;
@Override
protected boolean doPreHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
//原有uid
Long uid = USER_ID_BIND.get();
String url = request.getRequestURI();
String e_m = request.getParameter("e_m");
//短连接手机号自动登录
if (StringUtils.isNotEmpty(e_m) && !isWxBrower(request) && !isAppBrower(request)) {
String decryptMob = MobileHelper.getDecryptMobile(e_m);
if (StringUtils.isEmpty(decryptMob)) {
log.error("encryptMobile incorrect! deCode = {},{}", decryptMob, url);
response.sendRedirect("/wmp/tool/error");
return false;
}
String[] arr = decryptMob.split("-");
UserTo userTo = wmpUserService.isRegisterUser(arr[0], arr[1]);
if (userTo != null) {
Long userId = userTo.getUserId();
if (userId != null && userId > 0) {
//覆盖掉原有登录id
USER_ID_BIND.put(userId);
USER_INFO_BIND.put(userTo);
CookieUtil.writeMobileUidCookie(response, "" + userId, contants.mobileHost);
log.info("using encryptMobile ! deCode = {},old={},new={},{}", decryptMob, uid, userId, url);
}
} else {
log.error("get userTo is null! deCode = {}", decryptMob);
}
}
return true;
}
protected boolean isWxBrower(HttpServletRequest request) {
Object object = request.getAttribute(CommonContants.KEY_IS_WXBROWER);
return object != null && object instanceof Boolean && (Boolean) object;
}
protected boolean isAppBrower(HttpServletRequest request) {
Object object = request.getAttribute(CommonContants.KEY_IS_APP);
return object != null && object instanceof Boolean && (Boolean) object;
}
}