本篇內容介紹了“ThreadLocal的原理和用法”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！
從名稱看，ThreadLocal 也就是thread和local的組合，也就是一個thread有一個local的變量副本 ThreadLocal提供了線程的本地副本，也就是說每個線程將會擁有一個自己獨立的變量副本
方法簡潔干練，類信息以及方法列表如下：
在測試類中定義了一個ThreadLocal變量，用于保存String類型數據 創建了兩個線程，分別設置值，讀取值，移除后再次讀取
package com.declan.threadlocal;
/**
* @author Declan
* @date 2019/08/16 14:36
*/
public class ThreadLocalDemo {
public static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
public static void main(String[] args) {
Thread thread1 = new Thread(()-> {
//thread1中設置值
threadLocal.set("this is thread1's local");
//獲取值
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": threadLocal value：" + threadLocal.get());
//移除值
threadLocal.remove();
//再次獲取
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": after remove threadLocal value：" + threadLocal.get());
}, "thread1");
Thread thread2 = new Thread(() -> {
//thread1中設置值
threadLocal.set("this is thread2's local");
//獲取值
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": threadLocal value：" + threadLocal.get());
//移除值
threadLocal.remove();
//再次獲取
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": after remove threadLocal value：" + threadLocal.get());
}, "thread2");
//啟動兩個線程
thread1.start();
thread2.start();
}
}thread2: threadLocal value：this is thread2's local thread2: after remove threadLocal value：null thread1: threadLocal value：this is thread1's local thread1: after remove threadLocal value：null
從結果可以看得到，每個線程中可以有自己獨有的一份數據，互相沒有影響remove之后，數據被清空
從上面示例也可以看出來一個情況：
如果兩個線程同時對一個變量進行操作，互相之間是沒有影響的，換句話說，這很顯然并不是用來解決共享變量的一些并發問題，比如多線程的協作
因為ThreadLocal的設計理念就是共享變私有，都已經私有了，還談啥共享？ 比如之前的消息隊列，生產者消費者的示例中final LinkedList<Message> messageQueue = new LinkedList<>();如果這個LinkedList是ThreadLocal的，生產者使用一個，消費者使用一個，還協作什么呢？
但是共享變私有，如同并發變串行，或許適合解決一些場景的線程安全問題，因為看起來就如同沒有共享變量了，不共享即安全，但是他并不是為了解決線程安全問題而存在的
在Thread中有一個threadLocals變量，類型為ThreadLocal.ThreadLocalMap
而ThreadLocalMap則是ThreadLocal的靜態內部類，他是一個設計用來保存thread local 變量的自定義的hash map
也就是說在Thread中有一個“hashMap”可以用來保存鍵值對。
在這個方法中，接受參數，類型為T的value
首先獲取當前線程，然后調用getMap(t)
這個方法很簡單，就是直接返回Thread內部的那個“hashMap”（threadLocals是默認的訪問權限）
繼續回到set方法，如果這個map不為空，那么以this為key，value為值，也就是ThreadLocal變量作為key
如果map為空，那么進行給這個線程創建一個map ，并且將第一組值設置進去，key仍舊是這個ThreadLocal變量
調用一個ThreadLocal的set方法，會將：以這個ThreadLocal類型的變量為key，參數為value的這一個鍵值對，保存在Thread內部的一個“hashMap”中
在get方法內部仍舊是獲取當前線程的內部的這個“hashMap”，然后以當前對象this（ThreadLocal）作為key，進行值的獲取:
我們對這兩個方法換一個思路理解：
每個線程可能運行過程中，可能會操作很多的ThreadLocal變量，那么怎么區分各自？
直觀的理解就是，我們想要獲取某個線程的某個ThreadLocal變量的值
一個很好的解決方法就是借助于Map進行保存，ThreadLocal變量作為key，local值作為value
假設這個map名為：threadLocalsMap，可以提供setter和getter方法進行設置和讀取，內部為：
threadLocalsMap.set（ThreadLocal key，T value）
threadLocalsMap.get（ThreadLocal key）
這樣就可以達到thread --- local的效果，但是是否存在一些使用不便？我們內部定義的是ThreadLocal變量，但是只是用來作為key的？是否直接通過ThreadLocal進行值的獲取更加方便呢？
怎么能夠做到數據讀取的倒置？因為畢竟值的確是保存在Thread中的
其實也很簡單，只需要內部進行轉換就好了，對于下面兩個方法，我們都需要 ThreadLocal 作為key
threadLocalsMap.set（ThreadLocal key，T value）
threadLocalsMap.get（ThreadLocal key）
而這個key不就是這個ThreadLocal，不就是this 么
所以：
ThreadLocal.set（T value）就內部調用threadLocalsMap.set（this，T value）
ThreadLocal.get（）就內部調用threadLocalsMap.get（this）
所以總結下就是：
每個Thread內部保存了一個"hashMap"，key為ThreadLocal，這個線程操作了多少個ThreadLocal，就有多少個key
你想獲取一個ThreadLocal變量的值，就是ThreadLocal.get（）,內部就是hashMap.get（this）;
你想設置一個ThreadLocal變量的值，就是ThreadLocal.set(T value)，內部就是hashMap.set（this，value）;
關鍵只是在于內部的這個“hashMap”，ThreadLocal只是讀寫倒置的“殼”，可以更簡潔易用的通過這個殼進行變量的讀寫，“倒置”的紐帶，就是getMap(t)方法.
remove方法很簡單，當前線程，獲取當前線程的hashMap，remove
再次回頭看下get方法，如果第一次調用時，指定線程并沒有threadLocals，或者根本都沒有進行過set，會發生什么？
如下圖所示，會調用setInitialValue方法：
在setInitialValue方法中，會調用initialValue方法獲取初始值，如果該線程沒有threadLocals那么會創建，如果有，會使用這個初始值構造這個ThreadLocal的鍵值對，簡單說，如果沒有set過（或者壓根內部的這個threadLocals就是null的），那么她返回的值就是初始值
這個內部的initialValue方法默認的返回null，所以一個ThreadLocal如果沒有進行set操作，那么初始值為null：
如何進行初始值的設定？
可以看得出來，這是一個protected方法，所以返回一個覆蓋了這個方法的子類不就好了？在子類中實現初始值的設置。
通過set方法可以進行值的設定
通過get方法可以進行值的讀取，如果沒有進行過設置，那么將會返回null；如果使用了withInitial方法提供了初始值，將會返回初始值
通過remove方法將會移除對該值的寫入，再次調用get方法，如果使用了withInitial方法提供了初始值，將會返回初始值，否則返回null
對于get方法，很顯然如果沒有提供初始值，返回值為null，在使用時是需要注意不要引起NPE異常
ThreadLocal，thread local，每個線程一份，到底是什么意思？
他的意思是對于一個ThreadLocal類型變量，每個線程有一個對應的值，這個值的名字就是ThreadLocal類型變量的名字，值是我們set進去的變量, 但是如果set設置的是共享變量，那么ThreadLocal其實本質上還是同一個對象不是么？
這句話如果有疑問的話，可以這么理解:
對于同一個ThreadLocal變量a，每個線程有一個map，map中都有一個鍵值對，key為a，值為你保存的值,但是這個值，到底每個線程都是全新的？還是使用的同一個？這是你自己的問題了?。?！
ThreadLocal可以做到每個線程有一個獨立的一份值，但是你非得使用共享變量將他們設置成一個，那ThreadLocal是不會保障的。 這就好比一個對象，有很多引用指向他，每個線程有一個獨立的引用，但是對象根本還是只有一個。所以，從這個角度更容易理解，為什么說ThreadLocal并不是為了解決線程安全問題而設計的，因為他并不會為線程安全做什么保障，他的能力是持有多個引用，這多個引用是否能保障是多個不同的對象，你來決策！
所以我們最開始說的，ThreadLocal會為每個線程創建一個變量副本的說法是不嚴謹的， 是他有這個能力做到這件事情，但是到底是什么對象，還是要看你set的是什么，set本身不會對你的值進行干涉
前面說過，對于之前生產者消費者的示例中，就不適合使用ThreadLocal，因為問題模型就是要多線程之間協作，而不是為了線程安全就將共享變量私有化
比如，銀行賬戶的存款和取款，如果借助于ThreadLocal創建了兩個賬戶對象，就會有問題的，初始值500，明明又存進來1000塊，可支配的總額還是500
那ThreadLocal適合什么場景呢？ 既然是每個線程一個，自然是適合那種希望每個線程擁有一個的那種場景（好像是廢話）
一個線程中一個，也就是線程隔離，既然是一個線程一個，那么同一個線程中調用的方法也就是共享了，所以說，有時，ThreadLocal會被用來作為參數傳遞的工具
因為它能夠保障同一個線程中的值是唯一的，那么他就共享于所有的方法中，對于所有的方法來說，相當于一個全局變量了！
所以可以用來同一個線程內全局參數傳遞
對于JavaWeb項目，大家都了解過Session
ps：此處不對session展開介紹，打開瀏覽器輸入網址，這就會建立一個session，關閉瀏覽器，session就失效了
在這個時間段內，一個用戶的多個請求中，共享同一個session，Session 保存了很多信息，有的需要通過 Session 獲取信息，有些又需要修改 Session 的信息。
每個線程需要獨立的session，而且很多地方都需要操作 Session，存在多方法共享 Session 的需求，所以session對象需要在多個方法中共享
如果不使用 ThreadLocal，可以在每個線程內創建一個 Session對象，然后在多個方法中將他作為參數進行傳遞
很顯然，如果每次都顯式的傳遞參數，繁瑣易錯
這種場景就適合使用ThreadLocal
下面的示例就模擬了多方法共享同一個session，但是線程間session隔離的示例：
package com.declan.threadlocal;
/**
* @author Declan
* @date 2019/08/16 16:07
*/
public class SessionDemo {
/**
* session變量定義
*/
static ThreadLocal<Session> sessionThreadLocal = new ThreadLocal<Session>();
/**
* 獲取session
* @return
*/
public static Session getSession(){
if(sessionThreadLocal.get() == null){
sessionThreadLocal.set(new Session());
}
return sessionThreadLocal.get();
}
/**
* 移除session
*/
public static void closeSession(){
sessionThreadLocal.remove();
}
/**
* 模擬一個調用session的方法1
*/
public static void fun1(Session session){
}
/**
* 模擬一個調用session的方法2
*/
public static void fun2(Session session){
}
/**
* 模擬session對象
*/
static class Session{
}
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(()->{
fun1(sessionThreadLocal.get());
fun2(sessionThreadLocal.get());
closeSession();
});
thread.start();
}
}所以，ThreadLocal最根本的使用場景應該是：
在每個線程希望有一個獨有的變量時（這個變量還很可能需要在同一個線程內共享）,避免每個線程還需要主動地去創建這個對象（如果還需要共享，也一并解決了參數來回傳遞的問題）, 換句話說就是，“如何優雅的解決：線程間隔離與線程內共享的問題”，而不是說用來解決亂七八糟的線程安全問題。
所以說如果有些場景你需要線程隔離，那么考慮ThreadLocal，而不是你有了什么線程安全問題需要解決，然后求助于ThreadLocal，這不是一回事
再次注意：
ThreadLocal只是具有這樣的能力，是你能夠做到每個線程一個獨有變量，但是如果你set時，不是傳遞的new出來的新變量，也就只是理解成“每個線程不同的引用”，對象還是那個對象（有點像參數傳遞時的值傳遞，對于對象傳遞的就是引用）
ThreadLocal可以用來優雅的解決線程間隔離的對象，必須主動創建的問題，借助于ThreadLocal無需在線程中顯式的創建對象，解決方案很優雅
ThreadLocal中的set方法并不會保障的確是每個線程會獲得不同的對象，你需要對邏輯進行一定的處理（比如上面的示例中的getSession方法，如果ThreadLocal 變量的get為null，那么new對象） 是否真的能夠做到線程隔離，還要看你自己的編碼實現，不過如果是共享變量，你還放到ThreadLocal中干嘛？
所以通常都是線程獨有的對象，通過new創建。
“ThreadLocal的原理和用法”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！
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