浅谈对Java中ThreadLocal类的理解

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首先要明确：ThreadLocal不是一个多线程类，或者应该叫做线程局部变量。这从ThreadLocal的JDK定义中就可以看到

public class ThreadLocal<T>extends Object

可以看出ThreadLocal只是一个普普通通的类，并没有继承自Thread或实现Runnable接口。

同时也可以看到ThreadLocal使用了泛型，这样他就可以操作几乎任何类型的数据了。下面说JDK API代码时具体再说。

对此类，看看JDK API中的部分描述：

该类提供了线程局部 (thread-local) 变量。这些变量不同于它们的普通对应物，因为访问某个变量（通过其 get 或 set 方法）的每个线程都有自己的局部变量，它独立于变量的初始化副本。ThreadLocal 实例通常是类中的 private static 字段，它们希望将状态与某一个线程（例如，用户 ID 或事务 ID）相关联。

1、ThreadLocal不是线程，而是县城的一个局部变量

2、再使用时ThreadLocal通常作为类中的一个private static变量使用

3、每个线程都有一个自己的局部变量，之间互不冲突，对变量值的操作互不影响，不存在资源冲突。

总体来说，ThreadLocal作为线程的工具，为每一个线程独立的提供了一个存储与访问线程变量的方式，使得不同线程间存储的数据互不影响(因此不会出现资源竞争问题)。

下面就说说ThreadLocal是如何作为一个线程工具，为每个线程提供存储与访问线程局部变量的。

ThreadLocal提供了以下几个API用于存取线程局部变量：

可以看到每个都是泛型类型的。接口的工作原理下面会具体介绍。

ThreadLocal类中还提供了一个静态的内部类：

 static class ThreadLocalMap

我们可以把这个ThreadLocalMap看做是一个普通的MAP类型，可以保存一个键值对即可，这样便于理解。

这个ThreadLocalMap在ThreadLocal中定义，但却在线程类java.lang.Thread中使用。在Thread类中有以下定义：

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null

言外之意就是Thread类中有一个类似于Map的ThreadLocal.ThreadLocalMap 类型的变量，可以用于存储键值对类型的值。

下面上一个简单的例子，根据输出结果，分析Thread与ThreadLocal工作过程。

类SerialNum

public class SerialNum {
	// The next serial number to be assigned
    private static int nextSerialNum = 0;
    public static ThreadLocal serialNum = new ThreadLocal() {
        protected synchronized Object initialValue() {
            return new Integer(nextSerialNum++);
        }
    };
    public static int get() {
        return ((Integer) (serialNum.get())).intValue();
    }

    public static void set(int val){
    	serialNum.set(val);
    }
}

类SerialNum中定义了一个private static ThreadLocal 类型的匿名内部类serialNum变量，其实完全可以直接new ThreadLocal，这样写只是为了实现重写其initialValue方法，因为在ThreadLocal中initialValue()方法返回一个NULL值，需要说明的是，initialValue()方法是一个懒加载方法，被ThreadLocal类内部调用，并且只在第一次threadLocal类的get()被调用时调用，重写它是为了让局部变量有一个初始值。

SerialNum类的静态get()和set()方法都调用ThreadLocal类的get()和set()方法。

类：ThreadTest

public class ThreadTest extends Thread{
	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		//先打印初始值
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+SerialNum.get());
		//当前值加4
		SerialNum.set(SerialNum.get()+4);
		//打印加4后的值
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+SerialNum.get());
	}
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		ThreadTest t = new ThreadTest();
		ThreadTest t2 = new ThreadTest();
		ThreadTest t3 = new ThreadTest();
		t.start();
		t2.start();
		t3.start();
	}
}

ThreadTest中的run方法中调用了SerialNum类的静态get()和set()方法。

输出结果如下：

Thread-2:2
Thread-0:0
Thread-1:1
Thread-2:6
Thread-0:4
Thread-1:5

下面我们开始分析为什么会出现这样的结果。我们就拿线程Thread-0来说，它对应的就是t.start()启动的线程

1、当t线程先运行时(thread-0),会调用SerialNum.get()，而其会再调用threadLocal的get方法。ThreadLocal的get()方法如下：

    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            return (T)map.get(this);

        // Maps are constructed lazily.  if the map for this thread
        // doesn't exist, create it, with this ThreadLocal and its
        // initial value as its only entry.
        T value = initialValue();
        createMap(t, value);
        return value;
    }

get()方法中先获得当前线程，然后调用getMap(),API方法如下：

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

getMap()返回当前线程中的 threadLocals变量，前面我们说过，Thread中定义了一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的变量，就是这个了。

然后在get()方法中，检查map为不为NUll，如果是NULL值，所以会调用initialValue()。而这个方法被我们重写了，它返回了SerialNum类中定义的静态变量nextSerialNum当前值，然后将nextSerialNum+1。因为nextSerialNum初始为0，所以返回的是0。然后调用createMap(t,value)。这个API内容如下：

void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

可以看到 createMap中创建了一个ThreadLoadMap对象，并复制给当前线程的threadLocals变量。新创建的ThreadLocalMap类中保存了局部变量的值value，其中键为this,即我们在SerialNum类中定义的那个private static ThreadLocal serialNum。

最后get()方法返回初始化好的value值0。

同时

以上就是thead-0第一次输出打印出0的原因。

2、当线程thread-0运行到SerialNum.set(SerialNum.get()+4);这一句时，我们看发生了什么

首先SerialNum.get()+4会取出threadLocal变量serialNum中保存的线程局部变量值，回头看看ThreadLocal.get()方法的介绍，因为此时当前线程中已经有了ThreadLocalMap 类型的threadLocals，所以会直接调用map.get(this);其中this依然是我们在SerialNum类中定义的那个private static ThreadLocal serialNum。

这样就返回了map中的值。然后+4后调用ThreadLocal的set()方法。我们看看set()方法的JDK内容：

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

可以看到set()方法首先也是得到当前线程，从当前线程中获取threadLocalMap类型的map。如果map不为null，就将value保存进去。如果为null，就在createMap中new一个ThreadLocalMap,保存value，然后将这个 新new的threadLocalMap类型的对象赋值给当前线程的threadLocals变量(详见createMap()方法)。
经过运行后，局部变量值就等于0+4=4了。

这也是为什么第二次打印出的值为thread-0:4。

再简单说说第二个线程thread-1。第二个线程启动时，因为静态变量nextSerialNum已经为1(被线程thread-0读取后++)。所以他是从1开始打印。并且后面的+4操作与线程thread-0和thread-2并不冲突。因为：

thread-0这个线程的局部变量被保存进threadLocalMap后，这个threadLocalMap变量被复制给这个线程(也就是thread-0自己)的threadLocals变量了。同样的，thread-1；thread-2这两个线程的局部变量保存进threadLocalMap后，都分别复制给自己这个线程的threadLocals变量了。所以以后再操作都是从自己线程里面取threadLocalMap，当然互不影响。相同的一点是这三个线程的threadLocalMap中的KEY都为同一个ThreadLocal对象。

通过这个例子还能看出一点，局部变量初始化后，就再和开始那个nextSerialNum没关系了，这应该就是JDK API中描述的：访问一个变量（通过其 get 或 set 方法）的每个线程都有自己的局部变量，它独立于变量的初始化副本

以上就是自己对ThreadLocal使用的浅谈。开始怕说不清楚，就想写的直白点。后来自己都感觉啰嗦了。

浅谈对Java中ThreadLocal类的理解

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原文地址：http://blog.csdn.net/shiziaishuijiao/article/details/40153713