java併發：線程同步機制之ThreadLocal

1.簡述ThreadLocal

　　ThreadLocal實例通常作為靜態的私有的(private static)欄位出現在一個類中，這個類用來關聯一個線程。ThreadLocal是一個線程級別的局部變數，下麵是線程局部變數(ThreadLocal variables)的關鍵點：

　　A、當使用ThreadLocal維護變數時，若多個線程訪問ThreadLocal實例，ThreadLocal為每個使用該變數的線程提供了一個獨立的變數副本，所以每一個線程都可以獨立地改變自己的副本，而不會影響其他線程所對應的副本。

　　B、從線程的角度看，目標變數就像是線程的本地變數，這也是類名中Local所要表達的意思。

2.細看ThreadLocal

ThreadLocal<T>類很簡單，只有四個方法：

（1）void set(T value)，該方法用來設置當前線程中變數的副本

（2）public T get()，該方法是用來獲取ThreadLocal在當前線程中保存的變數副本

（3）public void remove()，該方法用來移除當前線程中變數的副本，目的是為了減少記憶體的占用，該方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，當線程結束以後，對應線程的局部變數將自動被垃圾回收，所以顯式調用該方法清除線程的局部變數並不是必須的操作，但它可以加快記憶體回收的速度。

（4）protected T initialValue()，該方法是一個protected方法，一般是用來在使用時進行重寫的，它是一個延遲載入方法，ThreadLocal中的預設實現直接返回一個null。

3.ThreadLocal示例

簡單的使用方法如下：

package com.test;

public class ThreadMain {
    // ①通過匿名內部類覆蓋ThreadLocal的initialValue()方法，指定初始值
    private static ThreadLocal<Integer> seqNum = new ThreadLocal<Integer>() {
        public Integer initialValue() {
            return 0;
        }
    };

    // ②獲取下一個序列值
    public int getNextNum() {
        seqNum.set(seqNum.get() + 1);
        return seqNum.get();
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadMain sn = new ThreadMain();
        // ③ 3個線程共用sn，各自產生序列號
        TestClient t1 = new TestClient(sn);
        TestClient t2 = new TestClient(sn);
        TestClient t3 = new TestClient(sn);
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

    private static class TestClient extends Thread {
        private ThreadMain sn;

        public TestClient(ThreadMain sn) {
            this.sn = sn;
        }

        public void run() {
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                // ④每個線程打出3個序列值
                System.out.println("thread[" + Thread.currentThread().getName()
                        + "] --> sn[" + sn.getNextNum() + "]");
            }
        }
    }
    
}

結果如下：

thread[Thread-0] --> sn[1]
thread[Thread-2] --> sn[1]
thread[Thread-1] --> sn[1]
thread[Thread-2] --> sn[2]
thread[Thread-0] --> sn[2]
thread[Thread-2] --> sn[3]
thread[Thread-1] --> sn[2]
thread[Thread-1] --> sn[3]
thread[Thread-0] --> sn[3]

4.ThreadLocal的實現機制

此部分內容暫沒有深入研究，欲瞭解更多內容請參考http://www.importnew.com/17849.html

（1）get()方法源碼如下：

5.總結

ThreadLocal一般都是聲明在靜態變數中，如果不斷地創建ThreadLocal而沒有調用其remove方法，將導致記憶體泄露，特別是在高併發的Web容器當中。

ThreadLocal在處理線程的局部變數時比synchronized同步機制解決線程安全問題更簡單，更方便，且程式擁有更高的併發性。