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Java多线程基础(十三)——Thread-Specific Storage(ThreadLocal)模式
阅读量:7024 次
发布时间:2019-06-28

本文共 3683 字,大约阅读时间需要 12 分钟。

一、定义

Thread-Specific Storage就是“线程独有的存储库”,该模式会对每个线程提供独有的内存空间。

java.lang.ThreadLocal类提供了该模式的实现,ThreadLocal的实例是一种集合(collection)架构,该实例管理了很多对象,可以想象成一个保管有大量保险箱的房间。

java.lang.ThreadLocal类的方法:

  • public void set()

该方法会检查当前调用线程,默认以该线程的Thread.currentThread()值作为键,来保存指定的值。

  • public Object get()

该方法会检查当前调用线程,默认以该线程的Thread.currentThread()值作为键,获取保存指定的值。

二、模式案例

TSLog类:

//实际执行记录日志的类,每个线程都会拥有一个该类的实例public class TSLog {    private PrintWriter writer = null;    public TSLog(String filename) {        try {            writer = new PrintWriter(new FileWriter(filename));        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }    }    public void println(String s) {        writer.println(s);    }    public void close() {        writer.println("==== End of log ====");        writer.close();    }}

Log类:

public class Log {    private static final ThreadLocal
tsLogCollection = new ThreadLocal
(); public static void println(String s) { getTSLog().println(s); } public static void close() { getTSLog().close(); } private static TSLog getTSLog() { TSLog tsLog = (TSLog) tsLogCollection.get(); if (tsLog == null) { tsLog = new TSLog(Thread.currentThread().getName() + "-log.txt"); tsLogCollection.set(tsLog); } return tsLog; }}

ClientThread类:

public class ClientThread extends Thread {    public ClientThread(String name) {        super(name);    }    public void run() {        System.out.println(getName() + " BEGIN");        for (int i = 0; i < 10; i++) {            Log.println("i = " + i);            try {                Thread.sleep(100);            } catch (InterruptedException e) {            }        }        Log.close();        System.out.println(getName() + " END");    }}

执行:

Alice、Bobby、Chris三个线程调用Log类的同一个方法,但实际上每个线程都拥有独自的TSLog实例。

public class Main {    public static void main(String[] args) {        new ClientThread("Alice").start();        new ClientThread("Bobby").start();        new ClientThread("Chris").start();    }}

三、模式讲解

Thread-Specific Storage模式的角色如下:

  • Client(委托人)参与者

Client参与者会将工作委托给TSObjectProxy参与者。(案例中的ClientThread类就是Client)

  • TSObjectProxy(线程独有对象的代理者)参与者

TSObjectProxy参与者会处理多个Client委托的工作。(案例中的Log类就是TSObjectProxy)

  • TSObjectCollection(线程独有对象的集合)参与者

(案例中的java.lang.ThreadLocal类就是TSObjectCollection)

  • TSObject(线程独有的对象)参与者

TSObject存放线程所特有的信息,TSObject实例的方法只会由单线程调用,由TSObjectCollection管理,每个线程都拥有独立的TSObject实例。(案例中的TSLog类就是TSObject)

四、ThreadLocal的原理

ThreadLocal类主要有四个方法:

1、初始化返回值的方法:

该方法实现只返回 null,并且修饰符为protected,很明显,如果用户想返回初始值不为null,则需要重写该方法;

protected T initialValue() {    return null;}

2、get方法,获取线程本地副本变量

public T get() {    Thread t = Thread.currentThread();    ThreadLocalMap map = getMap(t);    if (map != null) {        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);        if (e != null) {            T result = (T)e.value;            return result;        }    }    return setInitialValue();}

3、set方法,设置线程本地副本变量

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

4、remove方法,移除线程本地副本变量

public void remove() { ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); if (m != null)     m.remove(this);}

如果需要我们自己来设计ThreadLocal对象,那么,一般的实现思路:

设计一个线程安全的Map,key就是当前线程对象,Value就是线程本地变量的值。

然而,JDK的实现思路:

让每个Thread对象,自身持有一个Map,这个Map的Key就是当前ThreadLocal对象,Value是本地线程变量值。相对于加锁的实现方式,这样做可以提升性能,其实是一种以时间换空间的思路。

ThreadLocal类有个getMap()方法,其实就是返回Thread对象自身的Map——threadLocals。

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

threadLocals是一种ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的数据结构,作为内部类定义在ThreadLocal类中,其内部采用一种WeakReference的方式保存键值对。

转载地址:http://zppxl.baihongyu.com/

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