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为了提高CPU的利用率,工程师们创造了多线程。但是线程们说:要有光!(为了减少线程创建(T1启动)和销毁(T3切换)的时间),于是工程师们又接着创造了线程池ThreadPool。就这样就可以了吗——不,工程师们并不满足于此,他们不把自己创造出来的线程给扒个底朝天决不罢手。

有了线程关键字解决线程安全问题,有了线程池解决效率问题,那还有什么问题是可以需要被解决的呢——还真被这帮疯子攻城狮给找到了!

当多个线程共享同一个资源的时候,为了保证线程安全,有时不得不给资源加锁,例如使用Synchronized关键字实现同步锁。这本质上其实是一种时间换空间的搞法——用单一资源让不同的线程依次访问,从而实现内容安全可控。就像这样:

但是,可以不可以反过来,将资源拷贝成多份副本的形式来同时访问,达到一种空间换时间的效果呢?当然可以,就像这样:

而这,就是ThreadLocal最核心的思想。

但这种方式在很多应用级开发的场景中用得真心不多,而且有些公司还禁止使用ThreadLocal,因为它搞不好还会带来一些负面影响。

其实,从拷贝若干副本这种功能来看,ThreadLocal是实现了在线程内部存储数据的能力的,而且相互之间还能通信。就像这样:

还是以代码的形式来解读一下ThreadLocal。有一个资源类Resource:

/** * 资源类 * * @author 湘王 */public class Resource {    private String name;    private String value;    public Resource(String name, String value) {        super();        this.name = name;        this.value = value;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public String getValue() {        return value;    }    public void setValue(String value) {        this.value = value;    }}

分别有ResuorceUtils1、ResuorceUtils2ResuorceUtils3分别以不同的方式来连接资源,那么看看效率如何。

/** * 连接资源工具类,通过静态方式获得连接 * * @author 湘王 */public class ResourceUtils1 {    // 定义一个静态连接资源    private static Resource resource = null;    // 获取连接资源    public static Resource getResource() {        if(resource == null) {            resource = new Resource("xiangwang", "123456");        }        return resource;    }    // 关闭连接资源    public static void closeResource() {        if(resource != null) {            resource = null;        }    }}/** * 连接资源工具类,通过实例化方式获得连接 * * @author 湘王 */public class ResourceUtils2 {    // 定义一个连接资源    private Resource resource = null;    // 获取连接资源    public Resource getResource() {        if(resource == null) {            resource = new Resource("xiangwang", "123456");        }        return resource;    }    // 关闭连接资源    public void closeResource() {        if(resource != null) {            resource = null;        }    }}/** * 连接资源工具类,通过线程中的static Connection的副本方式获得连接 * * @author 湘王 */public class ResourceUtils3 {    // 定义一个静态连接资源    private static Resource resource = null;    private static ThreadLocal resourceContainer = new ThreadLocal();    // 获取连接资源    public static Resource getResource() {        synchronized(ResourceManager.class) {            resource = resourceContainer.get();            if(resource == null) {                resource = new Resource("xiangwang", "123456");                resourceContainer.set(resource);            }            return resource;        }    }    // 关闭连接资源    public static void closeResource() {        if(resource != null) {            resource = null;            resourceContainer.remove();        }    }}/** * 连接资源管理类 * * @author 湘王 */public class ResourceManager {    public void insert() {        // 获取连接        // System.out.println("Dao.insert()-->" + Thread.currentThread().getName() + ResourceUtils1.getResource());        // Resource resource = new ResourceUtils2().getResource();        Resource resource = ResourceUtils3.getResource();        System.out.println("Dao.insert()-->" + Thread.currentThread().getName() + resource);    }    public void delete() {        // 获取连接        // System.out.println("Dao.delete()-->" + Thread.currentThread().getName() + ResourceUtils1.getResource());        // Resource resource = new ResourceUtils2().getResource();        Resource resource = ResourceUtils3.getResource();        System.out.println("Dao.delete()-->" + Thread.currentThread().getName() + resource);    }    public void update() {        // 获取连接        // System.out.println("Dao.update()-->" + Thread.currentThread().getName() + ResourceUtils1.getResource());        // Resource resource = new ResourceUtils2().getResource();        Resource resource = ResourceUtils3.getResource();        System.out.println("Dao.update()-->" + Thread.currentThread().getName() + resource);    }    public void select() {        // 获取连接        // System.out.println("Dao.select()-->" + Thread.currentThread().getName() + ResourceUtils1.getResource());        // Resource resource = new ResourceUtils2().getResource();        Resource resource = ResourceUtils3.getResource();        System.out.println("Dao.select()-->" + Thread.currentThread().getName() + resource);    }    public void close() {        ResourceUtils3.closeResource();    }    public static void main(String[] args) {        for (int i = 0; i < 3; i++) {            new Thread(new Runnable() {                ResourceManager rm = new ResourceManager();                @Override                public void run() {                    rm.insert();                    rm.delete();                    rm.update();                    rm.select();                    rm.close();                }            }).start();        }    }}

执行ResourceManager类中的main()方法后,可以清楚地看到:

第一种静态方式:大部分资源都能复用,但毫无规律;

第二种实例方式:即使是同一个线程,资源实例也不一样;

第三种ThreadLocal静态方式:相同的线程有相同的实例。

结论是:ThreadLocal实现了线程的资源复用。

也可以通过画图的方式来看清楚三者之间的不同:

这是静态方式下的资源管理:

这是实例方式下的资源管理:

这是ThreadLocal静态方式下的资源管理:

理解了之后,再来看一个数据传递的例子,也就是ThreadLocal实现线程间通信的例子:

/** * 数据传递 * * @author 湘王 */public class DataDeliver {    static class Data1 {        public void process() {            Resource resource = new Resource("xiangwang", "123456");            //将对象存储到ThreadLocal            ResourceContextHolder.holder.set(resource);            new Data2().process();        }    }    static class Data2 {        public void process() {            Resource resource = ResourceContextHolder.holder.get();            System.out.println("Data2拿到数据: " + resource.getName());            new Data3().process();        }    }    static class Data3 {        public void process() {            Resource resource = ResourceContextHolder.holder.get();            System.out.println("Data3拿到数据: " + resource.getName());        }    }    static class ResourceContextHolder {        public static ThreadLocal holder = new ThreadLocal();    }    public static void main(String[] args) {        new Data1().process();    }}

运行代码之后,可以看到Data1的数据都被Data2Data3拿到了,就像这样:

ThreadLocal在实际应用级开发中较少使用,因为容易造成OOM:

1、由于ThreadLocal是一个弱引用(WeakReference<ThreadLocal>),因此会很容易被GC回收;

2、ThreadLocalMap的生命周期和Thread相同,这就会造成当key=null时,value却还存在,造成内存泄漏。所以,使用完ThreadLocal后需要显式调用remove操作(但很多码农不知道这一点)。


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