ThreadLocal1#

谈到ThreadLocal，先讲一个生活中的例子，比如让100个人填写个人信息表，但是却只有一支笔，那么大家肯定要一个一个等待上一个人释放了笔才能让下一个人填，有一个可能就是大家一起哄抢这支笔。
为了解决这个问题，

• 1. 叫一个管理员，严格控制不能哄抢，这类似多线程里加锁控制资源访问。
• 2. 每个人发一支笔，这就是我们要了解的ThreadLocal。

ThreadLocal顾名思义就是线程的局部变量，该变量只能让当前线程访问，独立于其他线程，所以是线程安全的。

ThreadLocal的简单使用

来一个简单的示例：

public class ParseDateTest {
    private static final SimpleDateFormat sdf = 
                                    new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    public static class ParseDate implements Runnable{
        int i = 0;
        public ParseDate(int i){
            this.i = i;
        }
        @Override
        public void run() {
            try {
                Date t = sdf.parse("2018-04-10 16:00:" + i%60);
                System.out.println(i + ":" + t);
            } catch (ParseException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0;i < 1000;i++){
            es.execute(new ParseDate(i));
        }
        es.shutdown();
    }
}

该例子多个线程共用一个SimpleDateFormat对象，而SimpleDateFormat的parse方法不是线程安全的，所以出错了。

java.lang.NumberFormatException: For input string: ""
at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)

所以要对示例进行改进的话，可以用锁，也可以为每个线程分配一个独享的SimpleDateFormat,这里用到了ThreadLocal。

    //private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> tl = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>();
    public static class ParseDate implements Runnable{
        int i = 0;
        public ParseDate(int i){
            this.i = i;
        }
        @Override
        public void run() {
//            try {
//                Date t = sdf.parse("2018-04-10 16:00:" + i%60);
//                System.out.println(i + ":" + t);
//            } catch (ParseException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
            if(tl.get() == null){
                tl.set(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
            }
            try {
                Date t = tl.get().parse("2018-04-10 16:00:" + i%60);
                System.out.println(i + ":" + t);
            } catch (ParseException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0;i < 1000;i++){
            es.execute(new ParseDate(i));
        }
        es.shutdown();
    }
}

ThreadLocal的实现原理

每个线程内部都维系着一个Map容器

ThreadLocalMap threadLocals = null;

• 先看ThreadLocal对象的set方法

public void set(T var1) {
        //获取当前线程
        Thread var2 = Thread.currentThread();
        //拿到线程维系的Map容器
        ThreadLocal.ThreadLocalMap var3 = this.getMap(var2);
        if (var3 != null) {
            //容器存在，则将var1加到容器中，map容器的键是当前ThreadLocal对象，值是var1
            var3.set(this, var1);
        } else {
            this.createMap(var2, var1);
        }
    }

这里的var3.set(this, var1)方法和HashMap的put方法其实是差不多的。
所以我们可以知道：每个线程有一个ThreadLocalMap容器，这个容器可以保存很多ThreadLocal对象，容器的键是ThreadLocal对象，值是ThreadLocal对象对应的值。

例如我们例子中的

    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> tl = 
                            new ThreadLocal<SimpleDateFormat>();

它保存到ThreadLocalMap对象中的形式就是

tl->new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")

• get方法

public T get() {
        Thread var1 = Thread.currentThread();
        //通过线程拿到Map容器
        ThreadLocal.ThreadLocalMap var2 = this.getMap(var1);
        if (var2 != null) {
            ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry var3 = var2.getEntry(this);
            if (var3 != null) {
                Object var4 = var3.value;
                return var4;
            }
        }
        return this.setInitialValue();
    }

小结
通过ThreadLocal对象实例调用get()和set()方法，首先就是获得线程对象，然后拿到线程对象的ThreadLocalMap对象，最后对该Map对象进行存取。因为每个线程都有一个自己的map容器，所以做到了线程独享。
PS:SimpleDateFormat是一个非线程安全类，它的parse()方法和format()方法都不是线程安全的，所以在实际开发中不应该把SimpleDateFormat对象单纯地作为共享变量来用，而是应该使用加锁的方式或者ThreadLocal又或者给每个线程定义一个私有的对象。