什么时候应该使用ThreadLocal变量?

它是如何使用的?


当前回答

自Java 8发布以来,有更多的声明性方法来初始化ThreadLocal:

ThreadLocal<String> local = ThreadLocal.withInitial(() -> "init value");

在Java 8发布之前,你必须做以下事情:

ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<String>(){
    @Override
    protected String initialValue() {
        return "init value";
    }
};

此外,如果用于ThreadLocal的类的实例化方法(构造函数,工厂方法)不接受任何参数,您可以简单地使用方法引用(在Java 8中引入):

class NotThreadSafe {
    // no parameters
    public NotThreadSafe(){}
}
    
ThreadLocal<NotThreadSafe> container = ThreadLocal.withInitial(NotThreadSafe::new);

注意: 计算是惰性的,因为你传递的java.util.function.Supplier lambda只在调用ThreadLocal#get但value之前没有计算时才会计算。

其他回答

可以使用threadlocal变量的两个用例- 1-当我们需要将状态与线程关联时(例如,用户ID或事务ID)。这通常发生在web应用程序中,每个发送到servlet的请求都有一个与之关联的唯一transactionID。

// This class will provide a thread local variable which
// will provide a unique ID for each thread
class ThreadId {
    // Atomic integer containing the next thread ID to be assigned
    private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);

    // Thread local variable containing each thread's ID
    private static final ThreadLocal<Integer> threadId =
        ThreadLocal.<Integer>withInitial(()-> {return nextId.getAndIncrement();});

    // Returns the current thread's unique ID, assigning it if necessary
    public static int get() {
        return threadId.get();
    }
}

注意,这里的withInitial方法是使用lambda表达式实现的。 2-另一个用例是当我们想要一个线程安全的实例时,我们不想使用同步,因为同步的性能成本更高。其中一种情况是使用SimpleDateFormat。由于SimpleDateFormat不是线程安全的,所以我们必须提供机制使其线程安全。

public class ThreadLocalDemo1 implements Runnable {
    // threadlocal variable is created
    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormat = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>(){
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue(){
            System.out.println("Initializing SimpleDateFormat for - " + Thread.currentThread().getName() );
            return new SimpleDateFormat("dd/MM/yyyy");
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        ThreadLocalDemo1 td = new ThreadLocalDemo1();
        // Two threads are created
        Thread t1 = new Thread(td, "Thread-1");
        Thread t2 = new Thread(td, "Thread-2");
        t1.start();
        t2.start();
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread run execution started for " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("Date formatter pattern is  " + dateFormat.get().toPattern());
        System.out.println("Formatted date is " + dateFormat.get().format(new Date()));
    } 

}

Webapp服务器可能会保留一个线程池,并且在响应客户端之前应该删除ThreadLocal变量,因此当前线程可能会被下一个请求重用。

线程局部变量通常用于防止基于线程的设计中的共享 可变单例或全局变量。

在不使用连接池的情况下,它可以用于为每个线程建立单独的JDBC连接等场景。

private static ThreadLocal<Connection> connectionHolder
           = new ThreadLocal<Connection>() {
      public Connection initialValue() {
           return DriverManager.getConnection(DB_URL);
          }
     };

public static Connection getConnection() {
      return connectionHolder.get();
} 

当您调用getConnection时,它将返回与该线程关联的连接。对于其他属性(如dateformat、事务上下文等),您不希望在线程之间共享,也可以这样做。

您也可以使用局部变量来实现相同的目的,但是这些资源通常会占用创建时间,因此您不希望在使用它们执行某些业务逻辑时一次又一次地创建它们。然而,ThreadLocal值存储在线程对象本身中,一旦线程被垃圾收集,这些值也就消失了。

这个链接很好地解释了ThreadLocal的用法。

从本质上讲,当您需要一个变量的值依赖于当前线程,并且不方便您以其他方式将值附加到线程(例如,子类化线程)。

典型的情况是,其他框架创建了运行代码的线程,例如servlet容器,或者使用ThreadLocal更有意义,因为你的变量“在它的逻辑位置”(而不是挂在thread子类或其他哈希映射中的变量)。

在我的网站上,我有一些关于何时使用ThreadLocal的进一步讨论和示例,您可能也会感兴趣。

有些人主张使用ThreadLocal作为一种方法,在某些并发算法中,当你需要线程号时,将“线程ID”附加到每个线程上(参见Herlihy & Shavit)。在这种情况下,检查你是否真的得到了好处!

试试这个小例子,感受一下ThreadLocal变量:

public class Book implements Runnable {
    private static final ThreadLocal<List<String>> WORDS = ThreadLocal.withInitial(ArrayList::new);

    private final String bookName; // It is also the thread's name
    private final List<String> words;


    public Book(String bookName, List<String> words) {
        this.bookName = bookName;
        this.words = Collections.unmodifiableList(words);
    }

    public void run() {
        WORDS.get().addAll(words);
        System.out.printf("Result %s: '%s'.%n", bookName, String.join(", ", WORDS.get()));
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Book("BookA", Arrays.asList("wordA1", "wordA2", "wordA3")));
        Thread t2 = new Thread(new Book("BookB", Arrays.asList("wordB1", "wordB2")));
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

控制台输出,如果线程BookA先执行: 结果BookA: 'wordA1, wordA2, wordA3'。 结果BookB: 'wordB1, wordB2'。 控制台输出,如果先执行线程BookB: 结果BookB: 'wordB1, wordB2'。 结果BookA: 'wordA1, wordA2, wordA3'。