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ThreadLocal 解决多线程变量共享问题

gplane / 1783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。

版权声明:本文由吴仙杰创作整理,转载请注明出处:https://segmentfault.com/a/1190000009236777

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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