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ThreadLocal原理详解

网友: 文章列表 2024-03-21 17:48:04

ThreadLocal就像线程的“专属保险箱”，每个线程都有自己的存储空间，互不干扰。想让多个线程同时操作同一个变量？static变量来帮忙！但要是希望每个线程有自己的“私房钱”，就得靠ThreadLocal了。

比如，银行的每个柜台都有一个专门的窗口，只处理自己的客户，ThreadLocal就相当于每个窗口的专属抽屉，其他人进不来。

不过，你得注意这个“保险箱”可不是免费的午餐，用完得记得清理，不然内存可要吃不消了！想知道怎么正确使用它，避免内存泄漏？我下次告诉你。

对了，想不想知道哪些框架也在用这个“黑科技”？下次聊！

ThreadLocal原理详解

1.概述

我们知道，想要实现变量共享，可以采取定义static修饰的类变量（静态变量）的形式，所有的线程共享这个变量。但是现在，我们想要实现每个线程独享这个变量，应该怎么实现呢？

2.什么是ThreadLocal

于是乎，ThreadLocal出现了。它实现了线程与线程之间的数据的隔离，互不干扰。那么ThreadLocal到底是何方神圣呢？

ThreadLocal是用来管理线程的私有数据，使得线程对该数据的操作对其他线程不可见，达到数据隔离的效果。

那么，Java中是怎么实现这种机制的呢？接下来一一揭晓。

2.1 Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap三剑客

ThreadLocal中定义了内部类ThreadLocalMap，ThreadLocalMap类似于HashMap，其中key为ThreadLocal，value为想要存储的值。然后呢，每个Thread对象中维护了一个ThreadLocalMap，因此，每个线程都可以很方便的访问只属于自己的数据。

我们通过源代码来跟踪一下Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap三者之间的联系。

ThreadLocal.java

// ThreadLocal.java
public class ThreadLocal {// 静态内部类static class ThreadLocalMap {}
}

Thread.java

// Thread.java
public class Thread {ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
}

那么，它们三者的关系呢就像下面这张图一样：

  • 人（Thread）：当前线程对象。
  • 公文包（ThreadLocalMap）：属于当前线程对象，用于存放只能由当前线程访问的数据。
  • 文件（ThreadLocal）：文件的key为ThreadLocal对象

ThreadLocal原理详解
再来看看它们的数据结构：

ThreadLocal原理详解

3.ThreadLocal的作用

先来体验一下ThreadLocal的API：

public class ThreadLocalTest {private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();public static void main(String[] args) {System.out.println(threadLocal.get());threadLocal.set("one and only");System.out.println(threadLocal.get());}
}

ThreadLocal原理详解

接下来我们来验证一下数据隔离的效果。

import lombok.SneakyThrows;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class ThreadLocalTest {private static final ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();@SneakyThrowspublic static void main(String[] args) {Thread threadA = new Thread(() -> {threadLocal.set(Thread.currentThread().getName());System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "完成了签名")
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