发布于 2016-07-29 05:06:01 | 55 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 网友投递

这里有新鲜出炉的Java设计模式,程序狗速度看过来!

Java程序设计语言

java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台(即JavaEE(j2ee), JavaME(j2me), JavaSE(j2se))的总称。


ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路,ThreadLocal并不是一个Thread,而是Thread的局部变量,本文就来深入解析Java中ThreadLocal线程类的作用和用法.

ThreadLocal与线程成员变量还有区别,ThreadLocal该类提供了线程局部变量。这个局部变量与一般的成员变量不一样,ThreadLocal的变量在被多个线程使用时候,每个线程只能拿到该变量的一个副本,这是Java API中的描述,通过阅读API源码,发现并非副本,副本什么概念?克隆品? 或者是别的样子,太模糊。
 
准确的说,应该是ThreadLocal类型的变量内部的注册表(Map<Thread,T>)发生了变化,但ThreadLocal类型的变量本身的确是一个,这才是本质!
 
下面就做个例子:
 
一、标准例子
 
定义了MyThreadLocal类,创建它的一个对象tlt,分别给四个线程使用,结果四个线程tlt变量并没有出现共用现象,二是各用各的,这说明,四个线程使用的是tlt的副本(克隆品)。


 
/** 
* 使用了ThreadLocal的类 
*/ 
public class MyThreadLocal { 
    //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 
    private ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<Integer>() { 
        @Override 
        protected Integer initialValue() { 
            return 0; 
        } 
    }; 

    public Integer getNextNum() { 
        //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 
        tl.set(tl.get() + 1); 
        return tl.get(); 
    } 
}

 


/** 
* 测试线程 
*/ 
public class TestThread extends Thread { 
    private MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); 

    public TestThread(MyThreadLocal tlt) { 
        this.tlt = tlt; 
    } 

    @Override 
    public void run() { 
        for (int i = 0; i < 3; i++) { 
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + tlt.getNextNum()); 
        } 
    } 
}

 


/** 
* ThreadLocal测试 
*/ 
public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
        MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); 
        Thread t1 = new TestThread(tlt); 
        Thread t2 = new TestThread(tlt); 
        Thread t3 = new TestThread(tlt); 
        Thread t4 = new TestThread(tlt); 
        t1.start(); 
        t2.start(); 
        t3.start(); 
        t4.start(); 

    } 
}

 
可以看出,三个线程各自独立编号,互不影响:


Thread-0 1 
Thread-1 1 
Thread-0 2 
Thread-1 2 
Thread-0 3 
Thread-1 3 
Thread-2 1 
Thread-3 1 
Thread-2 2 
Thread-3 2 
Thread-2 3 
Thread-3 3 


Process finished with exit code 0

 
tlt对象是一个,废话tl对象也是一个,因为组合关系是一对一的。但是tl对象内部的Map随着线程的增多,会创建很多Integer对象。只是Integer和int已经通用了。所以感觉不到Integer的对象属性。
 
二、不用ThreadLocal
 
假如不用ThreadLocal,只需要将MyThreadLocal类重新定义为:


/** 
* 使用了ThreadLocal的类 
*/ 
public class MyThreadLocal { 
    private Integer t1 = 0; 
    public Integer getNextNum(){ 
        return t1=t1+1; 
    } 



//    定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 
//    private ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<Integer>() { 
//        @Override 
//        protected Integer initialValue() { 
//            return 0; 
//        } 
//    }; 
// 
//    public Integer getNextNum() { 
//        //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 
//        tl.set(tl.get() + 1); 
//        return tl.get(); 
//    } 
}

 
然后运行测试:


Thread-2 1 
Thread-2 2 
Thread-1 4 
Thread-1 6 
Thread-3 3 
Thread-3 9 
Thread-3 10 
Thread-1 8 
Thread-0 7 
Thread-0 11 
Thread-0 12 
Thread-2 5 

Process finished with exit code 0

 
从这里可以看出,四个线程共享了tlt变量,结果每个线程都直接修改tlt的属性。
 
三、自己实现个ThreadLocal
 


package com.lavasoft.test2; 

import java.util.Collections; 
import java.util.HashMap; 
import java.util.Map; 

/** 
* 使用了ThreadLocal的类 
*/ 
public class MyThreadLocal { 

    //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 
    private com.lavasoft.test2.ThreadLocal<Integer> tl = new com.lavasoft.test2.ThreadLocal<Integer>() { 
        @Override 
        protected Integer initialValue() { 
            return 0; 
        } 
    }; 

    public Integer getNextNum() { 
        //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 
        tl.set(tl.get() + 1); 
        return tl.get(); 
    } 
} 

class ThreadLocal<T> { 
    private Map<Thread, T> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, T>()); 

    public ThreadLocal() { 
    } 

    protected T initialValue() { 
        return null; 
    } 

    public T get() { 
        Thread t = Thread.currentThread(); 
        T obj = map.get(t); 
        if (obj == null && !map.containsKey(t)) { 
            obj = initialValue(); 
            map.put(t, obj); 
        } 
        return obj; 
    } 

    public void set(T value) { 
        map.put(Thread.currentThread(), value); 
    } 

    public void remove() { 
        map.remove(Thread.currentThread()); 
    } 
}

 
运行测试:


Thread-0 1 
Thread-0 2 
Thread-0 3 
Thread-2 1 
Thread-2 2 
Thread-3 1 
Thread-2 3 
Thread-3 2 
Thread-1 1 
Thread-3 3 
Thread-1 2 
Thread-1 3 

Process finished with exit code 0

 
很意外,这个山寨版的ThreadLocal也同样运行很好,实现了JavaAPI中ThreadLocal的功能。
 
四、透过现象看本质
 
其实从程序角度看,tlt变量的确是一个,毫无疑问的。但是为什么打印出来的数字就互不影响呢?
是因为使用了Integer吗?-----不是。
原因是:protected T initialValue()和get(),因为每个线程在调用get()时候,发现Map中不存在就创建。调用它的时候,就创建了一个新变量,类型为T。每次都新建,当然各用个的互不影响了。
为了看清本质,将Integer换掉,重写部分类:
 


package com.lavasoft.test2; 

import java.util.Collections; 
import java.util.HashMap; 
import java.util.Map; 

/** 
* 使用了ThreadLocal的类 
*/ 
public class MyThreadLocal { 

    //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 
    //    private ThreadLocal<Bean> tl = new ThreadLocal<Bean>() { 
    private com.lavasoft.test2.ThreadLocal<Bean> tl = new com.lavasoft.test2.ThreadLocal<Bean>() { 
        @Override 
        protected Bean initialValue() { 
            return new Bean(); 
        } 
    }; 

    @Override 
    public String toString() { 
        return "MyThreadLocal{" + 
                "tl=" + tl + 
                '}'; 
    } 

    public Bean getBean() { 
        return tl.get(); 
    } 

} 

class ThreadLocal<T> { 
    private Map<Thread, T> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, T>()); 

    public ThreadLocal() { 
    } 

    protected T initialValue() { 
        return null; 
    } 

    public T get() { 
        Thread t = Thread.currentThread(); 
        T obj = map.get(t); 
        if (obj == null && !map.containsKey(t)) { 
            obj = initialValue(); 
            map.put(t, obj); 
        } 
        return obj; 
    } 

    public void set(T value) { 
        map.put(Thread.currentThread(), value); 
    } 

    public void remove() { 
        map.remove(Thread.currentThread()); 
    } 
}

 


package com.lavasoft.test2; 

/** 
* 测试Bean 
*/ 
public class Bean { 
    private String id = "0"; 
    private String name = "none"; 

    public Bean() { 
    } 

    public Bean(String id, String name) { 
        this.id = id; 
        this.name = name; 
    } 

    public String getId() { 
        return id; 
    } 

    public void setId(String id) { 
        this.id = id; 
    } 

    public String getName() { 
        return name; 
    } 

    public void setName(String name) { 
        this.name = name; 
    } 

    public String showinfo() { 
        return "Bean{" + 
                "id='" + id + '\'' + 
                ", name='" + name + '\'' + 
                '}'; 
    } 
}

 


package com.lavasoft.test2; 

/** 
* 测试线程 
*/ 
public class TestThread extends Thread { 
    private MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); 

    public TestThread(MyThreadLocal tlt) { 
        this.tlt = tlt; 
    } 

    @Override 
    public void run() { 
        System.out.println(">>>>>:" + tlt); 
        for (int i = 0; i < 3; i++) { 
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" +tlt.getBean()+"\t"+tlt.getBean().showinfo()); 
        } 
    } 
}

 
然后运行测试:


>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} 
>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} 
>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} 
>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} 
Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 


Process finished with exit code 0

 
从打印结果很清楚的看到,MyThreadLocal的tlt对象的确是一个,tlt对象里的ThreadLocal的tl对象也是一个,但是,将t1t给每个线程用的时候,线程会重新创建Bean对象加入到ThreadLocal的Map中去使用。


关于ThreadLocal的几个误区:
一、ThreadLocal是java线程的一个实现

ThreadLocal的确是和java线程有关,不过它并不是java线程的一个实现,它只是用来维护本地变量。针对每个线程,提供自己的变量版本,主要是为了避免线程冲突,每个线程维护自己的版本。彼此独立,修改不会影响到对方。

二、ThreadLocal是相对于每个session的

ThreadLocal顾名思义,是针对线程。在java web编程上,每个用户从开始到会话结束,都有自己的一个session标识。但是ThreadLocal并不是在会话层上。其实,Threadlocal是独立于用户session的。它是一种服务器端行为,当服务器每生成一个新的线程时,就会维护自己的ThreadLocal。

对于这个误解,个人认为应该是开发人员在本地基于一些应用服务器测试的结果。众所周知,一般的应用服务器都会维护一套线程池,也就是说,对于每次访问,并不一定就新生成一个线程。而是自己有一个线程缓存池。对于访问,先从缓存池里面找到已有的线程,如果已经用光,才去新生成新的线程。

所以,由于开发人员自己在测试时,一般只有他自己在测,这样服务器的负担很小,这样导致每次访问可能是共用同样一个线程,导致会有这样的误解:每个session有一个ThreadLocal

三、ThreadLocal是相对于每个线程的,用户每次访问会有新的ThreadLocal

理论上来说,ThreadLocal是的确是相对于每个线程,每个线程会有自己的ThreadLocal。但是上面已经讲到,一般的应用服务器都会维护一套线程池。因此,不同用户访问,可能会接受到同样的线程。因此,在做基于TheadLocal时,需要谨慎,避免出现ThreadLocal变量的缓存,导致其他线程访问到本线程变量

四、对每个用户访问,ThreadLocal可以多用

可以说,ThreadLocal是一把双刃剑,用得来的话可以起到非常好的效果。但是,ThreadLocal如果用得不好,就会跟全局变量一样。代码不能重用,不能独立测试。因为,一些本来可以重用的类,现在依赖于ThreadLocal变量。如果在其他没有ThreadLocal场合,这些类就变得不可用了。个人觉得ThreadLocal用得很好的几个应用场合,值得参考

1、存放当前session用户:quake want的jert

2、存放一些context变量,比如webwork的ActionContext

3、存放session,比如Spring hibernate orm的session



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