ThreadLocal

线程数据共享和安全

1.什么是ThreadLocal？

ThreadLocal的作用    
    
    
，可以实现在同一个线程数据共享


     


     


  ，从而解决多线程数据安全问题

当http请求发送到Tomcat服务端时
 




 




 
，Tomcat会创建一个线程去处理这个http请求   

   

   

，如果是请求servlet 

     

     

 ，servlet可能又会调用其他service

  




  




  ，在这些service中  


  


  


，又可能会调用dao  
     
     
，去对数据库进行操作    
    
    
。

在这些资源或者方法的调用中


   




   




   ，为解决数据安全问题 



 



 


，在这一个线程执行的过程中             ，我们希望有一个数据是共享的



    




    




   ，而且是安全的


     


     


  。

应用场景：比如说事务控制












，一个线程可能涉及到多个service的调用              ，调用多个dao



     



     



   ，在这过程中











，可能对数据库的多张表进行了操作
 




 




 
。这时我们希望在整个业务流程结束之后    
    
    
，再进行一次提交commit   

   

   

。反过来说


     


     


  ，在没有进行提交之前
 




 




 
，我们希望始终是一个connection在操作   

   

   

，这样才能在结束时进行统一的一次提交（在开始操作的时候将自动提交设置为false） 

     

     

 。

这样就可以解决同一个请求中 

     

     

 ，调用多个service或者多个dao的需求

  




  




  ，这个需求也是开发中必须解决的事务安全问题（事务一致性需求）

  




  




  。

ThreadLocal技术就能够很好地解决这个问题  


  


  


。我们可以在实际开发中使用Filter和ThreadLocal解决事务安全问题  
     
     
。

一个ThreadLocal对象可以给当前线程关联一个数据（普通变量  


  


  


，对象  
     
     
，对组）--使用set方法

ThreadLocal可以像Map一样存取数据


   




   




   ，key为当前的ThreadLocal对象--使用get方法

每一个ThreadLocal对象只能为当前线程关联一个数据 



 



 


，如果要为当前线程关联多个数据             ，就需要使用多个ThreadLocal对象实例

每个ThreadLocal对象实例定义的时候



    




    




   ，一般为static类型

ThreadLocal中保存的数据












，在线程销毁之后              ，会自动释放

2.ThreadLocal快速入门

2.1ThreadLocal的类图

如下：ThreadLocal类中常用的方法有get()



     



     



   ，set()











，getMap()等    
    
    
，ThreadLocal类中含有一个重要的内部类ThreadLocalMap


     


     


  ，ThreadLocalMap类中又含有一个内部类Entry
 




 




 
，数据以key-value的形式存放在Entry中


   




   




   。

ThreadLocal核心的价值就是：在一个线程中   

   

   

，以线程安全的方式来共享数据 



 



 


。

2.2应用实例

需求: 演示 ThreadLocal (作用：在一个线程中, 共享数据(线程安全))的使用

Dog：

package com.li.threadlocal; public class Dog { }

T1：

package com.li.threadlocal; public class T1 { //创建ThreadLocal对象, public static修饰 public static ThreadLocal<Object> threadLocal1 = new ThreadLocal<>(); public static void main(String[] args) { new Thread(new Task()).start();//启动一个新的线程 

     

     

 ，注意不是主线程 } //Task是一个线程类

  




  




  ，同时是一个内部类 public static class Task implements Runnable { @Override public void run() { Dog dog = new Dog(); Pig pig = new Pig(); //给threadLocal1对象放入dog System.out.println("Task 放入了 dog=" + dog); threadLocal1.set(dog); System.out.println("Task 的 run 方法中的线程= " + Thread.currentThread().getName()); new T1Service().update(); } } }

T1Service：

package com.li.threadlocal; public class T1Service { public void update() { //取出threadLocal1对象关联的对象 Object o = T1.threadLocal1.get(); //获取当前线程名 String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println("在T1Service 的update()的线程是= " + name + ", 取出dog= " + o); //调用了dao-update()方法 new T1DAO().update(); } }

T1DAO：

package com.li.threadlocal; public class T1DAO { public void update() { //取出线程关联的threadLocal1对象的数据 Object o = T1.threadLocal1.get(); //获取当前线程的名称 String name = Thread.currentThread().getName(); System.out.println("在T1DAO 的update()的线程是= " + name + ", 取出dog= " + o); } }

可以看到所有方法中拿到的对象都是同一个：

3.源码分析

3.1ThreadLocal的set()

在2.2的应用实例中  


  


  


，我们在T1类中使用了ThreadLocal.set()方法  
     
     
，现在来看看set()方法的底层源码：

set()方法关联的其他方法和属性：

从上述代码中我们可以知道set方法的主要工作如下：

public void set(T value) { //1.获取当前线程 Thread t = Thread.currentThread(); //2.通过线程对象


   




   




   ，获取到和此线程关联的ThreadLocalMap // （ThreadLocalMap是ThreadLocal里的一个静态内部类*, // 类型是ThreadLocal$ThreadLocalMap） ThreadLocalMap map = getMap(t); //3.如果获取到的ThreadLocalMap不为空 



 



 


，就将传入的数据放入map             ，其中： // -key为当前的ThreadLocal对象(this) -value为存放的数据



    




    




   ， // 因为key值不能重复（map性质）












，一个ThreadLocal对象只能存放一个数据 // 如果再赋值              ，就会替换旧的value值 if (map != null) map.set(this, value); //4.如果和当前线程关联的ThreadLocalMap为null



     



     



   ， //就创建一个和当前线程关联的ThreadLocalMap











，并且将存放的数据作为value放入map    
    
    
， //这里的key为当前线程t（作用是让线程和创建的map关联起来） else createMap(t, value); }

在2.2应用实例的threadLocal1.set(dog);语句旁打上断点


     


     


  ，点击debug
 




 




 
，点击step over             。

如下图所示   

   

   

，可以看到子线程Thread-0中有一个threadLocals属性（该属性的类型为ThreadLocalMap） 

     

     

 ，该map中又有一个table属性（table的类型为Entry[]数组）, table数组存放Entry对



    




    




   。

这里涉及到的弱引用暂不深入

在Entry对中

  




  




  ，以k-v的形式存放数据  


  


  


，key值为 当前的线程中 的ThreadLocal对象  
     
     
，value值为存放的数据












。

因为map的存放性质


   




   




   ，如果在同一个ThreadLocal对象中存放多个value 



 



 


，那么在底层的Entry对中保存的是最近存放的value值             ，这也是为什么一个ThreadLocal对象只能存放一个值              。

线程中所有的ThreadLocal对象都被当前线程的threadLocals属性(map)管理



     



     



   。因此无论在哪个方法中



    




    




   ，只要能找到对应的线程Thread












，就对该线程关联的所有ThreadLocal对象中的value值进行操作











。

一个线程中可以有多个ThreadLocal对象              ，如果还有其他ThreadLocal对象



     



     



   ，使用set方法











，存放的就是其他Entry对（key值就是其他的ThreadLocal对象）

存放多个ThreadLocal对象：

3.2ThreadLocal的get()

public T get() { //先得到当前的线程对象 Thread t = Thread.currentThread(); //获取和当前线程对象关联的ThreadLocalMap ThreadLocalMap map = getMap(t); //如果map不为空 if (map != null) { //就根据当前的调用者this（即当前调用get方法的ThreadLocal对象）    
    
    
，得到对应的Entry ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); //如果Entry的值e不为空 if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") //返回当前ThreadLocal对象关联的value值 T result = (T)e.value; return result; } } //如果map为空


     


     


  ，就初始化map
 




 




 
，并将map和当前线程关联 return setInitialValue(); }

3.3总结