【JUC】ThreadLocal

1. 概述

ThreadLocal 提供线程局部变量。这些变量与正常的变量不同，因为每一个线程在访问ThreadLocal实例的时候（通过其get或set方法）都有自己的、独立初始化的变量副本。ThreadLocal实例通常是类中的私有静态字段，使用它的目的是希望将状态（例如，用户ID或事务ID）与线程关联起来。

常用API:

ThreadLocal 初始化：

方式1：

ThreadLocal<Integer> threadLocal1 = new ThreadLocal<Integer>(){
    @Override
    protected Integer initialValue()
    {
        return 0;
    }
};

方式2(推荐)：

ThreadLocal<Integer> threadLocal2 = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);

使用示例：

需求：5个房屋中介，每个人随机卖出几套房子，统计各自的销售额

代码如下：

class House //资源类
{
    int saleCount = 0;

    public synchronized void saleHouse() {
        ++saleCount;
    }

    ThreadLocal<Integer> saleVolume = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);

    public void saleVolumeByThreadLocal() {
        saleVolume.set(1 + saleVolume.get());
    }
}

/**
 * 需求1： 5个销售卖房子，集团高层只关心销售总量的准确统计数。
 * <p>
 * 需求2： 5个销售卖完随机数房子，各自独立销售额度，自己业绩按提成走，分灶吃饭，各个销售自己动手，丰衣足食
 */
public class ThreadLocalDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        House house = new House();

        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                int size = new Random().nextInt(5) + 1;
                try {
                    for (int j = 1; j <= size; j++) {
                        house.saleHouse();
                        house.saleVolumeByThreadLocal();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "号销售卖出：" + house.saleVolume.get());
                } finally {
                    house.saleVolume.remove();
                }
            }, String.valueOf(i)).start();
        }
        ;

        //暂停毫秒
        try {
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "共计卖出多少套： " + house.saleCount);
    }
}

运行结果如下：

总结：

1. 因为每个 Thread 内有自己的实例副本且该副本只由当前线程自己使用
2. 既然其他 Thread 不可访问，那就不存在多线程间共享的问题
3. 统一设置初始值，但是每个线程对这个值的修改都是各自线程相互独立的
4. 如何才能“不争抢”
   • 加入 synchronized 或者 Lock 控制资源的访问顺序
   • 人手一份，各自安好。（ThreadLocal）

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2. Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap 关系

2.1 Thread 和 ThreadLocal

Thread 和 ThreadLocal 之间的关系是，每个线程都拥有自己的 ThreadLocal 副本。也就是说，一个线程可以访问它自己的 ThreadLocal 对象，但无法访问其他线程的 ThreadLocal 对象。

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2.2 ThreadLocal 和 ThreadLocalMap

ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的静态内部类，是实现 ThreadLocal 的关键之一，它是与当前线程相关联的一个映射表。当在一个线程中调用 ThreadLocal 的 set() 方法时，实际上是在该线程的 ThreadLocalMap 中存储了一个键值对，其中键是 ThreadLocal 对象本身，值是 set() 方法传入的值。而当调用 get() 方法时，则是从 ThreadLocalMap 中获取对应的值。

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2.3 三者之间的关系

ThreadLocalMap 实际上就是一个以 ThreadLocal 实例为key，任意对象为value的 Entry 对象。

当我们为threadLocal变量赋值，实际上就是把当前threadLocal实例为key，值为value的Entry往这个threadLocalMap中存放。

近似的可以理解为：

ThreadLocalMap 从字面上就可以看出这是一个保存 ThreadLocal 对象的map(其实是以ThreadLocal为key)，不过是经过了两层包装的ThreadLocal对象：

JVM内部维护了一个线程版的 Map<Thread,T>(通过ThreadLocal对象的set方法，结果把ThreadLocal对象当作自己的key，放进了ThreadLocalMap中)，每个线程要用到这个T的时候，用当前的线程去Map里面获取，通过这样让每个线程都拥有了自己独立的变量，人手一份，竞争条件被彻底消除，在并发模式下是绝对安全的变量。

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