高并发第六弹:线程封闭(ThreadLocal)

当访问共享的可变数据时，通常需要使用同步。一种避免使用同步的方式就是不共享数据。如果仅在单线程内访问数据，就不需要同步。这种技术被称为线程封闭。

它其实就是把对象封装到一个线程里，只有一个线程能看到这个对象，那么这个对象就算不是线程安全的，也不会出现任何线程安全方面的问题。

二 线程封闭技术有一个常见的应用：

数据库连接对应jdbc的Connection对象，Connection对象在实现的时候并没有对线程安全做太多的处理，jdbc的规范里也没有要求Connection对象必须是线程安全的。 
实际在服务器应用程序中，线程从连接池获取了一个Connection对象，使用完再把Connection对象返回给连接池，由于大多数请求都是由单线程采用同步的方式来处理的，并且在Connection对象返回之前，连接池不会将它分配给其他线程。因此这种连接管理模式处理请求时隐含的将Connection对象封闭在线程里面，这样我们使用的connection对象虽然本身不是线程安全的，但是它通过线程封闭也做到了线程安全。

实际实现的方法也就3种

1. ad-hoc(点对点)线程封闭

这是完全靠实现者控制的线程封闭，他的线程封闭完全靠实现者实现。Ad-hoc线程封闭非常脆弱，没有任何一种语言特性能将对象封闭到目标线程上。

2 .栈封闭

栈封闭是我们编程当中遇到的最多的线程封闭。什么是栈封闭呢？简单的说就是局部变量。多个线程访问一个方法，此方法中的局部变量都会被拷贝一分儿到线程栈中。所以局部变量是不被多个线程所共享的，也就不会出现并发问题。所以能用局部变量就别用全局的变量，全局变量容易引起并发问题。

public class StackLocalDemo {    public int returnNum(int num) {// 对象被封闭在方法中，不要使它们逸出List<Integer>demoList =new ArrayList<>();for (int i = 0; i < num; i++) {
            demoList.add(i);
        }return demoList.size();
    }
}

3 . ThreadLocal线程封闭： 

它是一个特别好的封闭方法，其实ThreadLocal内部维护了一个map,map的key是每个线程的名称，而map的value就是我们要封闭的对象。ThreadLocal提供了get、set、remove方法，每个操作都是基于当前线程的，所以它是线程安全的。 

/** * Sets the current thread's copy of this thread-local variable
     * to the specified value.  Most subclasses will have no need to
     * override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
     * method to set the values of thread-locals.
     *
     * @param value the value to be stored in the current thread's copy of
     *        this thread-local.     */public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)
            map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);
    }//get方法都与当前线程绑定/** * Returns the value in the current thread's copy of this
     * thread-local variable.  If the variable has no value for the
     * current thread, it is first initialized to the value returned
     * by an invocation of the {@link #initialValue} method.
     *
     * @return the current thread's value of this thread-local     */public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;return result;
            }
        }return setInitialValue();
    }

其实也就是 是一个参数有了巨大的传递性(这其实也是一个大坑). 只要是同一个线程在同一个ThreadLocal里面存放了数据,在其他任何地方都能取出来.

例如: 生命周期与线程生命周期相同:

　　因此，ThreadLocal的一个非常大的“坑”就是当使用不当时，导致使用者不知道它的作用域范围。大家可能觉得线程结束后ThreadLocal应该就回收了。假设线程真的注销了确实是这种，可是事实有可能并不是如此。比如在线程池中对线程管理都是採用线程复用的方法（Web容器通常也会採用线程池）。在线程池中线程非常难结束甚至于永远不会结束。这将意味着线程持续的时间将不可预測，甚至与JVM的生命周期一致。

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，用来保存线程间须要隔离处理的对象xxx。
2、在ThreadDemo类中。创建一个获取要隔离訪问的数据的方法getXxx()，在方法中推断，若ThreadLocal对象为null时候，应该new()一个隔离訪问类型的对象，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。这样能够保证每一个线程相应一个数据对象，在不论什么时刻都操作的是这个对象。

与Synchonized的对照:

ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发訪问。可是ThreadLocal与synchronized有本质的差别。synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该仅仅能被一个线程訪问。而ThreadLocal为每个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间訪问到的并非同一个对象，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可以获得数据共享。
 Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。

标签：thread,对象,封闭,value,并发,ThreadLocal,线程
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