java线程本地变量

ThreadLocal是什么呢？其实ThreadLocal并非是一个线程的本地实现版本，它并不是一个Thread，而是threadlocalvariable(线程局部变量)。也许把它命名为ThreadLocalVar更加合适。线程局部变量(ThreadLocal)其实的功用非常简单，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，是Java中一种较为特殊的线程绑定机制，是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，每个线程都保持一个对其线程局部变量副本的隐式引用，只要线程是活动的并且 ThreadLocal 实例是可访问的；在线程消失之后，其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收（除非存在对这些副本的其他引用）。

通过ThreadLocal存取的数据，总是与当前线程相关，也就是说，JVM 为每个运行的线程，绑定了私有的本地实例存取空间，从而为多线程环境常出现的并发访问问题提供了一种隔离机制。

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。

概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

首先说明ThreadLocal存放的值是线程内共享的，线程间互斥的，主要用于线程内共享一些数据，避免通过参数来传递，这样处理后，能够优雅的解决一些实际问题，比如Hibernate中的OpenSessionInView，就是使用ThreadLocal保存Session对象，还有我们经常用ThreadLocal存放Connection，代码如：

 1 /**
 2  * 数据库连接管理类
 3  * @author 爽
 4  *
 5  */
 6 public class ConnectionManager {
 7 
 8     /** 线程内共享Connection，ThreadLocal通常是全局的，支持泛型 */
 9     private static ThreadLocal<Connection> threadLocal = new ThreadLocal<Connection>();
10     
11     public static Connection getCurrConnection() {
12         // 获取当前线程内共享的Connection
13         Connection conn = threadLocal.get();
14         try {
15             // 判断连接是否可用
16             if(conn == null || conn.isClosed()) {
17                 // 创建新的Connection赋值给conn(略)
18                 // 保存Connection
19                 threadLocal.set(conn);
20             }
21         } catch (SQLException e) {
22             // 异常处理
23         }
24         return conn;
25     }
26     
27     /**
28      * 关闭当前数据库连接
29      */
30     public static void close() {
31         // 获取当前线程内共享的Connection
32         Connection conn = threadLocal.get();
33         try {
34             // 判断是否已经关闭
35             if(conn != null && !conn.isClosed()) {
36                 // 关闭资源
37                 conn.close();
38                 // 移除Connection
39                 threadLocal.remove();
40                 conn = null;
41             }
42         } catch (SQLException e) {
43             // 异常处理
44         }
45     }
46 }

这样处理的好处：

统一管理Connection；
不需要显示传参Connection，代码更优雅；
降低耦合性。

ThreadLocal有四个方法，分别为：

initialValue

protected T initialValue()

返回此线程局部变量的当前线程的初始值。最多在每次访问线程来获得每个线程局部变量时调用此方法一次，即线程第一次使用 get() 方法访问变量的时候。如果线程先于 get 方法调用 set(T) 方法，则不会在线程中再调用 initialValue 方法。

该实现只返回 null；如果程序员希望将线程局部变量初始化为 null 以外的某个值，则必须为 ThreadLocal 创建子类，并重写此方法。通常，将使用匿名内部类。initialValue 的典型实现将调用一个适当的构造方法，并返回新构造的对象。

返回：: 返回此线程局部变量的初始值

get

public T get()

返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。如果这是线程第一次调用该方法，则创建并初始化此副本。

返回：: 此线程局部变量的当前线程的值

set

public void set(T value)

将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。许多应用程序不需要这项功能，它们只依赖于 initialValue() 方法来设置线程局部变量的值。

参数：: value - 存储在此线程局部变量的当前线程副本中的值。

remove

public void remove()

移除此线程局部变量的值。这可能有助于减少线程局部变量的存储需求。如果再次访问此线程局部变量，那么在默认情况下它将拥有其initialValue。

很多人对ThreadLocal存在一定的误解，说ThreadLocal中有一个全局的Map，set时执行map.put(Thread.currentThread(), value)，get和remove时也同理，但SUN的大师们是否是如此实现的，我们只能去看源码了。

set方法：

 1 /**
 2  * Sets the current thread's copy of this thread-local variable
 3  * to the specified value.  Most subclasses will have no need to
 4  * override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
 5  * method to set the values of thread-locals.
 6  *
 7  * @param value the value to be stored in the current thread's copy of
 8  *        this thread-local.
 9  */
10 public void set(T value) {
11     // 获取当前线程对象
12     Thread t = Thread.currentThread();
13     // 获取当前线程本地变量Map
14     ThreadLocalMap map = getMap(t);
15     // map不为空
16     if (map != null)
17         // 存值
18         map.set(this, value);
19     else
20         // 创建一个当前线程本地变量Map
21         createMap(t, value);
22 }
23 
24 /**
25  * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
26  * InheritableThreadLocal.
27  *
28  * @param  t the current thread
29  * @return the map
30  */
31 ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
32     // 获取当前线程的本地变量Map
33     return t.threadLocals;
34 }

这里注意，ThreadLocal中是有一个Map，但这个Map不是我们平时使用的Map，而是ThreadLocalMap，ThreadLocalMap是ThreadLocal的一个内部类，不对外使用的。当使用ThreadLocal存值时，首先是获取到当前线程对象，然后获取到当前线程本地变量Map，最后将当前使用的ThreadLocal和传入的值放到Map中，也就是说ThreadLocalMap中存的值是[ThreadLocal对象, 存放的值]，这样做的好处是，每个线程都对应一个本地变量的Map，所以一个线程可以存在多个线程本地变量。

get方法：

 1 /**
 2  * Returns the value in the current thread's copy of this
 3  * thread-local variable.  If the variable has no value for the
 4  * current thread, it is first initialized to the value returned
 5  * by an invocation of the {@link #initialValue} method.
 6  *
 7  * @return the current thread's value of this thread-local
 8  */
 9 public T get() {
10     Thread t = Thread.currentThread();
11     ThreadLocalMap map = getMap(t);
12     if (map != null) {
13         ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
14         if (e != null)
15             return (T)e.value;
16     }
17     // 如果值为空，则返回初始值
18     return setInitialValue();
19 }

有了之前set方法的分析，get方法也同理，需要说明的是，如果没有进行过set操作，那从ThreadLocalMap中拿到的值就是null，这时get方法会返回初始值，也就是调用initialValue()方法，ThreadLocal中这个方法默认返回null。当我们有需要第一次get时就能得到一个值时，可以继承ThreadLocal，并且覆盖initialValue()方法。

(完)

本文来自：高爽|Coder，原文地址：http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/15732053