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多线程：（四）ThreadLocal实现线程范围的共享变量

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Java

这一小节的原理，都在上一节中说明了。直接用ThreadLocal这个类，实现线程范围内的共享变量。

不太会用文字说明，就引用一下网上大神写的话吧！

首先，概述一下:

ThreadLocal是什么呢？其实ThreadLocal并非是一个线程的本地实现版本，它并不是一个Thread，而是threadlocalvariable(线程局部变量)。也许把它命名为ThreadLocalVar更加合适。线程局部变量(ThreadLocal)其实的功用非常简单，就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本，是Java中一种较为特殊的线程绑定机制，是每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会和其它线程的副本冲突。

从线程的角度看，每个线程都保持一个对其线程局部变量副本的隐式引用，只要线程是活动的并且 ThreadLocal 实例是可访问的；在线程消失之后，其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收（除非存在对这些副本的其他引用）。

通过ThreadLocal存取的数据，总是与当前线程相关，也就是说，JVM 为每个运行的线程，绑定了私有的本地实例存取空间，从而为多线程环境常出现的并发访问问题提供了一种隔离机制。

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单，在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量的副本。

概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

接着，我们来看代码中它的用法:

/**
 * 将ThreadLocal变量，封装想一个类中，让外部使用，完全感受不到它的存在
 * @author yang
 */
public class ThreadLocalTest {

    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);
                    MyThreadScopeData.getThreadInstance().setName("name" + data);
                    MyThreadScopeData.getThreadInstance().setAge(data);
                    new A().get();
                    new B().get();
                }
            }).start();
        }
    }

    static class A{
        public void get(){
            MyThreadScopeData myData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
            System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName() 
                    + " getMyData: " + myData.getName() + "," +
                    myData.getAge());
        }
    }

    static class B{
        public void get(){
            MyThreadScopeData myData = MyThreadScopeData.getThreadInstance();
            System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName() 
                    + " getMyData: " + myData.getName() + "," +
                    myData.getAge());           
        }       
    }
}

class MyThreadScopeData{
    private MyThreadScopeData(){}
    public static MyThreadScopeData getThreadInstance(){
        MyThreadScopeData instance = map.get();
        if(instance == null){
            instance = new MyThreadScopeData();
            map.set(instance);
        }
        return instance;
    }

    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;
    }
}

打印结果：
Thread-0 has put data :-1700266430
Thread-1 has put data :-554855175
A from Thread-0 getMyData: name-1700266430,-1700266430
A from Thread-1 getMyData: name-554855175,-554855175
B from Thread-0 getMyData: name-1700266430,-1700266430
B from Thread-1 getMyData: name-554855175,-554855175

最后，总结一下:
ThreadLocal使用场合主要解决多线程中数据数据因并发产生不一致问题。ThreadLocal为每个线程的中并发访问的数据提供一个副本，通过访问副本来运行业务，这样的结果是耗费了内存，单大大减少了线程同步所带来性能消耗，也减少了线程并发控制的复杂度。

ThreadLocal不能使用原子类型，只能使用Object类型。ThreadLocal的使用比synchronized要简单得多。

ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。但是ThreadLocal与synchronized有本质的区别。synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。

Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。

当然ThreadLocal并不能替代synchronized,它们处理不同的问题域。Synchronized用于实现同步机制，比ThreadLocal更加复杂。

ThreadLocal使用的一般步骤
1、在多线程的类（如ThreadDemo类）中，创建一个ThreadLocal对象threadXxx，用来保存线程间需要隔离处理的对象xxx。
2、在ThreadDemo类中，创建一个获取要隔离访问的数据的方法getXxx()，在方法中判断，若ThreadLocal对象为null时候，应该new()一个隔离访问类型的对象，并强制转换为要应用的类型。
3、在ThreadDemo类的run()方法中，通过getXxx()方法获取要操作的数据，这样可以保证每个线程对应一个数据对象，在任何时刻都操作的是这个对象。

参考：<a href="http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/51926/" target="_blank">深入研究java.lang.ThreadLocal类</a>

好了，简洁总结，深刻理解。有不对的地方，欢迎指出，在此谢过。
原文：多线程：（四）ThreadLocal实现线程范围的共享变量

那时年少轻狂，把喜欢当做筹码，才敢肆无忌惮的任性。
----那时年少轻狂

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