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Java多線程編程之ThreadLocal線程范圍內(nèi)的共享變量

 更新時(shí)間:2015年05月19日 11:02:35   投稿:junjie  
這篇文章主要介紹了Java多線程編程之ThreadLocal線程范圍內(nèi)的共享變量,本文講解了ThreadLocal的作用和目的、ThreadLocal的應(yīng)用場(chǎng)景、ThreadLocal的使用實(shí)例等,需要的朋友可以參考下

模擬ThreadLocal類(lèi)實(shí)現(xiàn):線程范圍內(nèi)的共享變量,每個(gè)線程只能訪問(wèn)他自己的,不能訪問(wèn)別的線程。

package com.ljq.test.thread;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

/**
 * 線程范圍內(nèi)的共享變量
 * 
 * 三個(gè)模塊共享數(shù)據(jù),主線程模塊和AB模塊
 * 
 * @author Administrator
 * 
 */
public class ThreadScopeShareData {
  // 準(zhǔn)備共享的數(shù)據(jù)
  private static int data = 0;
  // 存放各個(gè)線程對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)
  private static Map<Thread, Integer> threadData = new HashMap<Thread, Integer>();

  public static void main(String[] args) {
    // 啟動(dòng)兩個(gè)線程
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
      new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
          // 現(xiàn)在當(dāng)前線程中修改一下數(shù)據(jù),給出修改信息
          int data = new Random().nextInt();
          // 將線程信息和對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)
          threadData.put(Thread.currentThread(), data);
          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put data :" + data);
          new A().get();
          new B().get();
        }
      }).start();
    }
  }

  static class A {
    public void get() {
      int data = threadData.get(Thread.currentThread());
      System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
          + " get data :" + data);
    }
  }

  static class B {
    public void get() {
      int data = threadData.get(Thread.currentThread());
      System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
          + " get data :" + data);
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果:

ThreadLocal的作用和目的:
用于實(shí)現(xiàn)線程內(nèi)的數(shù)據(jù)共享,即對(duì)于相同的程序代碼,多個(gè)模塊在同一個(gè)線程中運(yùn)行時(shí)要共享一份數(shù)據(jù),而在另外線程中運(yùn)行時(shí)又共享另外一份數(shù)據(jù)。

每個(gè)線程調(diào)用全局ThreadLocal對(duì)象的set方法,就相當(dāng)于往其內(nèi)部的map中增加一條記錄,key分別是各自的線程,value是各自的set方法傳進(jìn)去的值。在線程結(jié)束時(shí)可以調(diào)用ThreadLocal.clear()方法,這樣會(huì)更快釋放內(nèi)存,不調(diào)用也可以,因?yàn)榫€程結(jié)束后也可以自動(dòng)釋放相關(guān)的ThreadLocal變量。

ThreadLocal的應(yīng)用場(chǎng)景:
訂單處理包含一系列操作:減少庫(kù)存量、增加一條流水臺(tái)賬、修改總賬,這幾個(gè)操作要在同一個(gè)事務(wù)中完成,通常也即同一個(gè)線程中進(jìn)行處理,如果累加公司應(yīng)收款的操作失敗了,則應(yīng)該把前面的操作回滾,否則,提交所有操作,這要求這些操作使用相同的數(shù)據(jù)庫(kù)連接對(duì)象,而這些操作的代碼分別位于不同的模塊類(lèi)中。

銀行轉(zhuǎn)賬包含一系列操作: 把轉(zhuǎn)出帳戶(hù)的余額減少,把轉(zhuǎn)入帳戶(hù)的余額增加,這兩個(gè)操作要在同一個(gè)事務(wù)中完成,它們必須使用相同的數(shù)據(jù)庫(kù)連接對(duì)象,轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出操作的代碼分別是兩個(gè)不同的帳戶(hù)對(duì)象的方法。

例如Strut2的ActionContext,同一段代碼被不同的線程調(diào)用運(yùn)行時(shí),該代碼操作的數(shù)據(jù)是每個(gè)線程各自的狀態(tài)和數(shù)據(jù),對(duì)于不同的線程來(lái)說(shuō),getContext方法拿到的對(duì)象都不相同,對(duì)同一個(gè)線程來(lái)說(shuō),不管調(diào)用getContext方法多少次和在哪個(gè)模塊中g(shù)etContext方法,拿到的都是同一個(gè)。

實(shí)驗(yàn)案例:定義一個(gè)全局共享的ThreadLocal變量,然后啟動(dòng)多個(gè)線程向該ThreadLocal變量中存儲(chǔ)一個(gè)隨機(jī)值,接著各個(gè)線程調(diào)用另外其他多個(gè)類(lèi)的方法,這多個(gè)類(lèi)的方法中讀取這個(gè)ThreadLocal變量的值,就可以看到多個(gè)類(lèi)在同一個(gè)線程中共享同一份數(shù)據(jù)。

實(shí)現(xiàn)對(duì)ThreadLocal變量的封裝,讓外界不要直接操作ThreadLocal變量。
對(duì)基本類(lèi)型的數(shù)據(jù)的封裝,這種應(yīng)用相對(duì)很少見(jiàn)。
對(duì)對(duì)象類(lèi)型的數(shù)據(jù)的封裝,比較常見(jiàn),即讓某個(gè)類(lèi)針對(duì)不同線程分別創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的實(shí)例對(duì)象。

package com.ljq.test.thread;
 
import java.util.Random;
 
/**
 * ThreadLocal類(lèi)及應(yīng)用技巧
 *
 * 將線程范圍內(nèi)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝,封裝到一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)類(lèi)中,提供設(shè)置獲取方法
 * 將該類(lèi)單例化,提供獲取實(shí)例對(duì)象的方法,獲取到的實(shí)例對(duì)象是已經(jīng)封裝好的當(dāng)前線程范圍內(nèi)的對(duì)象
 */
public class ThreadLocalTest {
 
  private static ThreadLocal<Integer> x = new ThreadLocal<Integer>();
  //private static ThreadLocal<MyThreadScopeData> myThreadScopeData = new ThreadLocal<MyThreadScopeData>();
  public static void main(String[] args) {
    for(int i=0;i<2;i++){
      new Thread(new Runnable(){
        @Override
        public void run() {
          int data = new Random().nextInt();
          System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put data :" + data);
          x.set(data);
           
          /*         
          MyThreadScopeData myData = new MyThreadScopeData();
          myData.setName("name" + data);
          myData.setAge(data);
          myThreadScopeData.set(myData);
          */
          MyThreadScopeData.getThreadInstance().setName("name" + data);
          MyThreadScopeData.getThreadInstance().setAge(data);
          new A().get();
          new B().get();
        }
      }).start();
    }
  }
   
  //使用獲取到的線程范圍內(nèi)的對(duì)象實(shí)例調(diào)用相應(yīng)方法
  static class A{
    public void get(){
      int data = x.get();
      System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName() + " get data :" + data);
       
      /*     
      MyThreadScopeData myData = myThreadScopeData.get();
      System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
          + " getMyData: " + myData.getName() + "," + myData.getAge());
      */
      MyThreadScopeData myData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
      System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
          + " getMyData: " + myData.getName() + "," + myData.getAge());
    }
  }
   
  //使用獲取到的線程范圍內(nèi)的對(duì)象實(shí)例調(diào)用相應(yīng)方法
  static class B{
    public void get(){
      int data = x.get();    
      System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName() + " get data :" + data);
       
      MyThreadScopeData myData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
      System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
          + " getMyData: " + myData.getName() + "," + myData.getAge());     
    }   
  }
}
 
 
class MyThreadScopeData {
 
  // 單例
  private MyThreadScopeData() {
  }
 
  // 提供獲取實(shí)例方法,不加synchronized關(guān)鍵字表示線程各拿各自的數(shù)據(jù),互不干擾
  public static/* synchronized */MyThreadScopeData getThreadInstance() {
    // 從當(dāng)前線程范圍內(nèi)數(shù)據(jù)集中獲取實(shí)例對(duì)象
    MyThreadScopeData instance = map.get();
    if (instance == null) {
      instance = new MyThreadScopeData();
      map.set(instance);
    }
    return instance;
  }
 
  // 將實(shí)例對(duì)象存入當(dāng)前線程范圍內(nèi)數(shù)據(jù)集中
  private static ThreadLocal<MyThreadScopeData> map = new ThreadLocal<MyThreadScopeData>();
 
  private String name;
  private int age;
 
  public String getName() {
    return name;
  }
 
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
 
  public int getAge() {
    return age;
  }
 
  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
}

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