ThreadLocal 解决多线程变量共享问题

gplane 发布于2019-08-16 10:31 / 1697人阅读

摘要：设置当前线程的局部变量副本的变量值为指定值。示例首先，我们来看看不考虑多线程共享数据的情况。使用保存对象的局部变量。各线程间同时操作自己的变量，相互间没有影响。采用以空间换时间方式，为每一个线程都提供一份变量，各线程间同时访问互不影响。

1. ThreadLocal

ThreadLocal 不是一个线程，而是一个线程的本地化对象。当某个变量在使用 ThreadLocal 进行维护时，ThreadLocal 为使用该变量的每个线程分配了一个独立的变量副本，每个线程可以自行操作自己对应的变量副本，而不会影响其他线程的变量副本。

2. API 方法

ThreadLocal 的 API 提供了如下的 4 个方法。

1）protected T initialValue()

返回当前线程的局部变量副本的变量初始值。

2）T get()

返回当前线程的局部变量副本的变量值，如果此变量副本不存在，则通过 initialValue() 方法创建此副本并返回初始值。

3）void set(T value)

设置当前线程的局部变量副本的变量值为指定值。

4）void remove()

删除当前线程的局部变量副本的变量值。

在实际使用中，我们一般都要重写 initialValue() 方法，设置一个特定的初始值。

2.1 示例

首先，我们来看看不考虑多线程共享数据的情况。

现在有小明、小刚、小红三人在同一家银行，分别向各自账户存入 200 元钱：

package com.wuxianjiezh.demo.threadpool;

public class MainTest {

    public static void main(String[] args) {
        Bank bank = new Bank();
        Thread xMThread = new Thread(() -> bank.deposit(200), "小明");
        Thread xGThread = new Thread(() -> bank.deposit(200), "小刚");
        Thread xHThread = new Thread(() -> bank.deposit(200), "小红");
        xMThread.start();
        xGThread.start();
        xHThread.start();
    }
}

class Bank {

    private int money = 1000;

    public void deposit(int money) {
        String threadName = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(threadName + "--当前账户余额为：" + this.money);
        this.money += money;
        System.out.println(threadName + "--存入 " + money + " 后账户余额为：" + this.money);
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果：

小明--当前账户余额为：1000
小红--当前账户余额为：1000
小红--存入 200 后账户余额为：1400
小刚--当前账户余额为：1000
小刚--存入 200 后账户余额为：1600
小明--存入 200 后账户余额为：1200

结果是除了小明存钱和自己账户余额能对上外，小刚和小红也都只存了 200，但他们的账户余额分别多了 200 和 400？

这是因为多个线程共享了同一个实例对象的局部变量所致。

使用 ThreadLocal 保存对象的局部变量。

package com.wuxianjiezh.demo.threadpool;

import java.util.function.Supplier;

public class MainTest {

    public static void main(String[] args) {
        Bank bank = new Bank();
        Thread xMThread = new Thread(() -> bank.deposit(200), "小明");
        Thread xGThread = new Thread(() -> bank.deposit(200), "小刚");
        Thread xHThread = new Thread(() -> bank.deposit(200), "小红");
        xMThread.start();
        xGThread.start();
        xHThread.start();
    }
}

class Bank {

    // 初始化账户余额为 100
    ThreadLocal account = ThreadLocal.withInitial(new Supplier() {
        @Override
        public Integer get() {
            return 1000;
        }
    });

    public void deposit(int money) {
        String threadName = Thread.currentThread().getName();
        System.out.println(threadName + "--当前账户余额为：" + account.get());
        account.set(account.get() + money);
        System.out.println(threadName + "--存入 " + money + " 后账户余额为：" + account.get());
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果：

小明--当前账户余额为：1000
小红--当前账户余额为：1000
小红--存入 200 后账户余额为：1200
小刚--当前账户余额为：1000
小刚--存入 200 后账户余额为：1200
小明--存入 200 后账户余额为：1200

可以看到，我们要的效果达到了。各线程间同时操作自己的变量，相互间没有影响。

3. ThreadLocal 与 Thread 同步机制的比较

同步机制采用了以时间换空间方式，通过对象锁保证在同一个时间，对于同一个实例对象，只有一个线程访问。

ThreadLocal 采用以空间换时间方式，为每一个线程都提供一份变量，各线程间同时访问互不影响。

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