Java 超詳細講解ThreadLocal類的使用

2022-04-07 19:00:28

Threadlocal有什麼用：

簡單的說就是，一個ThreadLocal在一個執行緒中是共用的，在不同執行緒之間又是隔離的（每個執行緒都只能看到自己執行緒的值）。如下圖：

ThreadLocal使用範例

API介紹

在使用Threadlocal之前我們先看以下它的API：

ThreadLocal類的API非常的簡單，在這裡比較重要的就是get()、set()、remove(),set用於賦值操作，get用於獲取變數的值，remove就是刪除當前變數的值.需要注意的是initialValue方法會在第一次呼叫時被觸發，用於初始化當前變數值，預設情況下initialValue返回的是null。

ThreadLocal的使用

說完了ThreadLocal類的API了，那我們就來動手實踐一下了，來理解前面的那句話：一個ThreadLocal在一個執行緒中是共用的，在不同執行緒之間又是隔離的（每個執行緒都只能看到自己執行緒的值）

public class ThreadLocalTest {

    private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>() {
	// 重寫這個方法，可以修改「執行緒變數」的初始值，預設是null
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 0;
        }
    };

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //一號執行緒
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("一號執行緒set前：" + threadLocal.get());
                threadLocal.set(1);
                System.out.println("一號執行緒set後：" + threadLocal.get());
            }
        }).start();

        //二號執行緒
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("二號執行緒set前：" + threadLocal.get());
                threadLocal.set(2);
                System.out.println("二號執行緒set後：" + threadLocal.get());

            }
        }).start();

        //主執行緒睡1s
        Thread.sleep(1000);

        //主執行緒
        System.out.println("主執行緒的threadlocal值：" + threadLocal.get());

    }

}

稍微解釋一下上面的程式碼：

每一個ThreadLocal範例就類似於一個變數名，不同的ThreadLocal範例就是不同的變數名，它們內部會存有一個值（暫時這麼理解）在後面的描述中所說的「ThreadLocal變數或者是執行緒變數」代表的就是ThreadLocal類的範例。

在類中建立了一個靜態的「ThreadLocal變數」，在主執行緒中建立兩個執行緒，在這兩個執行緒中分別設定ThreadLocal變數為1和2。然後等待一號和二號執行緒執行完畢後，在主執行緒中檢視ThreadLocal變數的值。

程式結果及分析⌛

程式結果重點看的是主執行緒輸出的是0，如果是一個普通變數，在一號執行緒和二號執行緒中將普通變數設定為1和2，那麼在一二號執行緒執行完畢後在列印這個變數，輸出的值肯定是1或者2（到底輸出哪一個由作業系統的執行緒排程邏輯有關）。但使用ThreadLocal變數通過兩個執行緒賦值後，在主執行緒程中輸出的卻是初始值0。在這也就是為什麼「一個ThreadLocal在一個執行緒中是共用的，在不同執行緒之間又是隔離的」，每個執行緒都只能看到自己執行緒的值，這也就是 ThreadLocal的核心作用：實現執行緒範圍的區域性變數。

Threadlocal 的原始碼分析

原理

每個Thread物件都有一個ThreadLocalMap，當建立一個ThreadLocal的時候，就會將該ThreadLocal物件新增到該Map中，其中鍵就是ThreadLocal，值可以是任意型別。這句話剛看可能不是很懂，下面我們一起看完原始碼就明白了。

前面我們的理解是所有的常數值或者是參照型別的參照都是儲存在ThreadLocal範例中的，但實際上不是的，這種說法只是讓我們更好的理解ThreadLocal變數這個概念。向ThreadLocal存入一個值，實際上是向當前執行緒物件中的ThreadLocalMap存入值，ThreadLocalMap我們可以簡單的理解成一個Map，而向這個Map存值的key就是ThreadLocal範例本身。