多线程之 ThreadLocal

原文出处: http://www.cnblogs.com/cnblue/articles/2423756.html

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顾名思义它是local variable（线程局部变量）。它的功用非常简单，就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本，使每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会和其它线程的副本冲突。从线程的角度看，就好像每一个线程都完全拥有该变量。

使用场景

1. To keep state with a thread (user-id, transaction-id, logging-id)
2. To cache objects which you need frequently

ThreadLocal类

它主要由四个方法组成initialValue()，get()，set(T)，remove()，其中值得注意的是initialValue()，该方法是一个protected的方法，显然是为了子类重写而特意实现的。该方法返回当前线程在该线程局部变量的初始值，这个方法是一个延迟调用方法，在一个线程第1次调用get()或者set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的确实实现直接返回一个null：

ThreadLocal的原理

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单，在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量的副本。比如下面的示例实现：

public class ThreadLocal
{
　private Map values = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
　public Object get()
　{
　　Thread curThread = Thread.currentThread(); 
　　Object o = values.get(curThread); 
　　if (o == null && !values.containsKey(curThread))
　　{
　　　o = initialValue();
　　　values.put(curThread, o); 
　　}
　　return o; 
　}

　public void set(Object newValue)
　{
　　values.put(Thread.currentThread(), newValue);
　}

　public Object initialValue()
　{
　　return null; 
　}
}

 

ThreadLocal 的使用

使用方法一：

Hibernate的文档时看到了关于使用ThreadLocal管理多线程访问的部分。具体代码如下 

public class HibernateUtil {
    private static Log log = LogFactory.getLog(HibernateUtil.class);
    private static final SessionFactory sessionFactory;     //定义SessionFactory
 
    static {
        try {
            // 通过默认配置文件hibernate.cfg.xml创建SessionFactory
            sessionFactory = new Configuration().configure().buildSessionFactory();
        } catch (Throwable ex) {
            log.error("初始化SessionFactory失败！", ex);
            throw new ExceptionInInitializerError(ex);
        }
    }

    //创建线程局部变量session，用来保存Hibernate的Session
    public static final ThreadLocal session = new ThreadLocal();
 
    /**
     * 获取当前线程中的Session
     * @return Session
     * @throws HibernateException
     */
    public static Session currentSession() throws HibernateException {
        Session s = (Session) session.get();
        // 如果Session还没有打开，则新开一个Session
        if (s == null) {
            s = sessionFactory.openSession();
            session.set(s);         //将新开的Session保存到线程局部变量中
        }
        return s;
    }
 
    public static void closeSession() throws HibernateException {
        //获取线程局部变量，并强制转换为Session类型
        Session s = (Session) session.get();
        session.set(null);
        if (s != null)
            s.close();
    }
}

我们逐行分析 
1。 初始化一个ThreadLocal对象，ThreadLocal有三个成员方法 get()、set()、initialvalue()。 
    如果不初始化initialvalue，则initialvalue返回null。 
3。session的get根据当前线程返回其对应的线程内部变量，也就是我们需要的net.sf.hibernate.Session（相当于对应每个数据库连接）.多线程情况下共享数据库链接是不安全的。ThreadLocal保证了每个线程都有自己的s（数据库连接）。 
5。如果是该线程初次访问，自然，s（数据库连接）会是null，接着创建一个Session，具体就是行6。 
6。创建一个数据库连接实例 s 
7。保存该数据库连接s到ThreadLocal中。 
8。如果当前线程已经访问过数据库了，则从session中get()就可以获取该线程上次获取过的连接实例。

使用方法二

当要给线程初始化一个特殊值时，需要自己实现ThreadLocal的子类并重写该方法，通常使用一个内部匿名类对ThreadLocal进行子类化，EasyDBO中创建jdbc连接上下文就是这样做的：

 1 public class JDBCContext{
 2  private static Logger logger = Logger.getLogger(JDBCContext.class);
 3  private DataSource ds;
 4  protected Connection connection;
 5  private boolean isValid = true;
 6  private static ThreadLocal jdbcContext;
 7  
 8  private JDBCContext(DataSource ds){
 9   this.ds = ds;
10   createConnection();  
11  }
12  public static JDBCContext getJdbcContext(javax.sql.DataSource ds)
13  {  
14   if(jdbcContext==null)jdbcContext=new JDBCContextThreadLocal(ds);
15   JDBCContext context = (JDBCContext) jdbcContext.get();
16   if (context == null) {
17    context = new JDBCContext(ds);
18   }
19   return context;
20  }
21 
22  private static class JDBCContextThreadLocal extends ThreadLocal {
23   public javax.sql.DataSource ds;
24   public JDBCContextThreadLocal(javax.sql.DataSource ds)
25   {
26    this.ds=ds;
27   }
28   protected synchronized Object initialValue() {
29    return new JDBCContext(ds);
30   }
31  }
32 }

使用单例模式，不同的线程调用getJdbcContext()获得自己的jdbcContext，都是通过JDBCContextThreadLocal 内置子类来获得JDBCContext对象的线程局部变量