早在JDK 1.2的版本中就提供Java.lang.ThreadLocal,ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。
当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。
从线程的角度看,目标变量就象是线程的本地变量,这也是类名中“Local”所要表达的意思。ThreadLocal的接口方法
ThreadLocal类接口很简单,只有4个方法,我们先来了解一下:
* void set(Object value)
设置当前线程的线程局部变量的值。
* public Object get()
该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。
* public void remove()
将当前线程局部变量的值删除,目的是为了减少内存的占用,该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是,当线程结束后,对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收,所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作,但它可以加快内存回收的速度。
* protected Object initialValue()
返回该线程局部变量的初始值,该方法是一个protected的方法,显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。
在JDK5.0中,ThreadLocal已经支持泛型,该类的类名已经变为ThreadLocal<T>。API方法也相应进行了调整,新版本的API方法分别是void set(T value)、T get()以及T initialValue()。
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副本,Map中元素的键为线程对象,而值对应线程的变量副本。
(1)数字生成器
//数字生成器。该类对象将被多个线程共享。public class NumCreator implements INumCreator {
private int nextNum;//当前生成的数字
public NumCreator() {
nextNum=0;
}
public int getNextNum() {
return nextNum++;
}
}
(2)使用数字生成器的线程
//使用数字生成器对象的线程。public class DemoThread extends Thread {
private INumCreator creator;
public DemoThread(NumCreator creator) {
this.creator=creator;
}
public void run() {
//使用数字生成器生成三个数字
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "print num:"+creator.getNextNum());
}
}
}
(3)main函数
public class DemoMain {public static void main(String[] args) {
//三个线程共享同一个资源
NumCreator creator=new NumCreator();
DemoThread thread1=new DemoThread(creator);
DemoThread thread2=new DemoThread(creator);
DemoThread thread3=new DemoThread(creator);
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
}
可能的结果:
Thread-0print num:0
Thread-0print num:1
Thread-0print num:2
Thread-1print num:3
Thread-1print num:4
Thread-1print num:5
Thread-2print num:6
Thread-2print num:7
Thread-2print num:8
可以看出,每个线程得到的数字是不同的。 因为三个线程共享同一个数字生成器。一个线程的运行会影响其他线程的结果。
修改程序:
(1)自定义ThreadLocal
public class DemoThreadLocal extends ThreadLocal {//重写initialValue
protected Object initialValue() {
// TODO 自动生成方法存根
return new Integer(0);
}
}
(2) 使用ThreadLocal的数字生成器
public class NumCreator2 implements INumCreator {private static DemoThreadLocal threadLocal=new DemoThreadLocal();
public NumCreator2() {
}
public int getNextNum() {
int num= ((Integer)threadLocal.get()).intValue();
threadLocal.set(new Integer(num+1));
return num;
}
(3)置换线程的数字生成器
//使用数字生成器对象的线程。public class DemoThread extends Thread {
public DemoThread(NumCreator2 creator) {
this.creator=creator;
}
public void run() {
//使用数字生成器生成三个数字
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "print num:"+creator.getNextNum());
}
}
}
(4) 重写main
public static void main(String[] args) {//三个线程共享同一个资源
NumCreator2 creator2=new NumCreator2();
DemoThread thread4=new DemoThread(creator2);
DemoThread thread5=new DemoThread(creator2);
DemoThread thread6=new DemoThread(creator2);
thread4.start();
thread5.start();
thread6.start();
}
结果:
Thread-0print num:0
Thread-0print num:1
Thread-0print num:2
Thread-1print num:0
Thread-1print num:1
Thread-1print num:2
Thread-2print num:0
Thread-2print num:1
Thread-2print num:2