Java多线程（4）：ThreadLocal

技术分享 3年前 (2022-10-27) 0 999+

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为了提高CPU的利用率，工程师们创造了多线程。但是线程们说：要有光！（为了减少线程创建（T1启动）和销毁（T3切换）的时间），于是工程师们又接着创造了线程池ThreadPool。就这样就可以了吗？——不，工程师们并不满足于此，他们不把自己创造出来的线程给扒个底朝天决不罢手。

有了线程关键字解决线程安全问题，有了线程池解决效率问题，那还有什么问题是可以需要被解决的呢？——还真被这帮疯子攻城狮给找到了！

当多个线程共享同一个资源的时候，为了保证线程安全，有时不得不给资源加锁，例如使用Synchronized关键字实现同步锁。这本质上其实是一种时间换空间的搞法——用单一资源让不同的线程依次访问，从而实现内容安全可控。就像这样：

但是，可以不可以反过来，将资源拷贝成多份副本的形式来同时访问，达到一种空间换时间的效果呢？当然可以，就像这样：

而这，就是ThreadLocal最核心的思想。

但这种方式在很多应用级开发的场景中用得真心不多，而且有些公司还禁止使用ThreadLocal，因为它搞不好还会带来一些负面影响。

其实，从拷贝若干副本这种功能来看，ThreadLocal是实现了在线程内部存储数据的能力的，而且相互之间还能通信。就像这样：

还是以代码的形式来解读一下ThreadLocal。有一个资源类Resource：

/**  * 资源类  *  * @author 湘王  */ public class Resource {     private String name;     private String value;      public Resource(String name, String value) {         super();         this.name = name;         this.value = value;     }      public String getName() {         return name;     }      public void setName(String name) {         this.name = name;     }      public String getValue() {         return value;     }      public void setValue(String value) {         this.value = value;     } }

分别有ResuorceUtils1、ResuorceUtils2和ResuorceUtils3分别以不同的方式来连接资源，那么看看效率如何。

/**  * 连接资源工具类，通过静态方式获得连接  *  * @author 湘王  */ public class ResourceUtils1 {     // 定义一个静态连接资源     private static Resource resource = null;     // 获取连接资源     public static Resource getResource() {         if(resource == null) {             resource = new Resource("xiangwang", "123456");         }         return resource;     }      // 关闭连接资源     public static void closeResource() {         if(resource != null) {             resource = null;         }     } }    /**  * 连接资源工具类，通过实例化方式获得连接  *  * @author 湘王  */ public class ResourceUtils2 {     // 定义一个连接资源     private Resource resource = null;     // 获取连接资源     public Resource getResource() {         if(resource == null) {             resource = new Resource("xiangwang", "123456");         }         return resource;     }      // 关闭连接资源     public void closeResource() {         if(resource != null) {             resource = null;         }     } }    /**  * 连接资源工具类，通过线程中的static Connection的副本方式获得连接  *  * @author 湘王  */ public class ResourceUtils3 {     // 定义一个静态连接资源     private static Resource resource = null;     private static ThreadLocal<Resource> resourceContainer = new ThreadLocal<Resource>();     // 获取连接资源     public static Resource getResource() {         synchronized(ResourceManager.class) {             resource = resourceContainer.get();             if(resource == null) {                 resource = new Resource("xiangwang", "123456");                 resourceContainer.set(resource);             }             return resource;         }     }      // 关闭连接资源     public static void closeResource() {         if(resource != null) {             resource = null;             resourceContainer.remove();         }     } }    /**  * 连接资源管理类  *  * @author 湘王  */ public class ResourceManager {     public void insert() {         // 获取连接         // System.out.println("Dao.insert()-->" + Thread.currentThread().getName() + ResourceUtils1.getResource());         // Resource resource = new ResourceUtils2().getResource();         Resource resource = ResourceUtils3.getResource();         System.out.println("Dao.insert()-->" + Thread.currentThread().getName() + resource);     }      public void delete() {         // 获取连接         // System.out.println("Dao.delete()-->" + Thread.currentThread().getName() + ResourceUtils1.getResource());         // Resource resource = new ResourceUtils2().getResource();         Resource resource = ResourceUtils3.getResource();         System.out.println("Dao.delete()-->" + Thread.currentThread().getName() + resource);     }      public void update() {         // 获取连接         // System.out.println("Dao.update()-->" + Thread.currentThread().getName() + ResourceUtils1.getResource());         // Resource resource = new ResourceUtils2().getResource();         Resource resource = ResourceUtils3.getResource();         System.out.println("Dao.update()-->" + Thread.currentThread().getName() + resource);     }      public void select() {         // 获取连接         // System.out.println("Dao.select()-->" + Thread.currentThread().getName() + ResourceUtils1.getResource());         // Resource resource = new ResourceUtils2().getResource();         Resource resource = ResourceUtils3.getResource();         System.out.println("Dao.select()-->" + Thread.currentThread().getName() + resource);     }      public void close() {         ResourceUtils3.closeResource();     }      public static void main(String[] args) {         for (int i = 0; i < 3; i++) {             new Thread(new Runnable() {                 ResourceManager rm = new ResourceManager();                 @Override                 public void run() {                     rm.insert();                     rm.delete();                     rm.update();                     rm.select();                     rm.close();                 }             }).start();         }     } }

执行ResourceManager类中的main()方法后，可以清楚地看到：

第一种静态方式：大部分资源都能复用，但毫无规律；

第二种实例方式：即使是同一个线程，资源实例也不一样；

第三种ThreadLocal静态方式：相同的线程有相同的实例。

结论是：ThreadLocal实现了线程的资源复用。

也可以通过画图的方式来看清楚三者之间的不同：

这是静态方式下的资源管理：

这是实例方式下的资源管理：

这是ThreadLocal静态方式下的资源管理：

理解了之后，再来看一个数据传递的例子，也就是ThreadLocal实现线程间通信的例子：

/**  * 数据传递  *  * @author 湘王  */ public class DataDeliver {     static class Data1 {         public void process() {             Resource resource = new Resource("xiangwang", "123456");             //将对象存储到ThreadLocal             ResourceContextHolder.holder.set(resource);             new Data2().process();         }     }      static class Data2 {         public void process() {             Resource resource = ResourceContextHolder.holder.get();             System.out.println("Data2拿到数据: " + resource.getName());             new Data3().process();         }     }      static class Data3 {         public void process() {             Resource resource = ResourceContextHolder.holder.get();             System.out.println("Data3拿到数据: " + resource.getName());         }     }      static class ResourceContextHolder {         public static ThreadLocal<Resource> holder = new ThreadLocal<>();     }      public static void main(String[] args) {         new Data1().process();     } }