ThreadLocal不好用？那是你沒(méi)用對(duì)！
作者 | 王磊
來(lái)源 | Java中文社群（ID：javacn666）
在 Java 中，如果要問(wèn)哪個(gè)類使用簡(jiǎn)單，但用好最不簡(jiǎn)單？我想你的腦海中一定會(huì)浮現(xiàn)出一次詞——“ThreadLocal”。
確實(shí)如此，ThreadLocal 原本設(shè)計(jì)是為了解決并發(fā)時(shí)，線程共享變量的問(wèn)題，但由于過(guò)度設(shè)計(jì)，如弱引用和哈希碰撞，從而導(dǎo)致它的理解難度大和使用成本高等問(wèn)題。當(dāng)然，如果稍有不慎還是導(dǎo)致臟數(shù)據(jù)、內(nèi)存溢出、共享變量更新等問(wèn)題，但即便如此，ThreadLocal 依舊有適合自己的使用場(chǎng)景，以及無(wú)可取代的價(jià)值，比如本文要介紹了這兩種使用場(chǎng)景，除了 ThreadLocal 之外，還真沒(méi)有合適的替代方案。
使用場(chǎng)景1：本地變量
我們以多線程格式化時(shí)間為例，來(lái)演示 ThreadLocal 的價(jià)值和作用，當(dāng)我們?cè)诙鄠€(gè)線程中格式化時(shí)間時(shí)，通常會(huì)這樣操作。
① 2個(gè)線程格式化
當(dāng)有 2 個(gè)線程進(jìn)行時(shí)間格式化時(shí)，我們可以這樣寫(xiě)：
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程1
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 得到時(shí)間對(duì)象
Date date = new Date(1 * 1000);
// 執(zhí)行時(shí)間格式化
formatAndPrint(date);
}
});
t1.start();
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程2
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 得到時(shí)間對(duì)象
Date date = new Date(2 * 1000);
// 執(zhí)行時(shí)間格式化
formatAndPrint(date);
}
});
t2.start();
}
/**
* 格式化并打印結(jié)果
* @param date 時(shí)間對(duì)象
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
// 格式化時(shí)間對(duì)象
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
// 執(zhí)行格式化
String result = simpleDateFormat.format(date);
// 打印最終結(jié)果
System.out.println("時(shí)間：" + result);
}
}
上面的代碼因?yàn)閯?chuàng)建的線程數(shù)量并不多，所以我們可以給每個(gè)線程創(chuàng)建一個(gè)私有對(duì)象 SimpleDateFormat 來(lái)進(jìn)行時(shí)間格式化。
② 10個(gè)線程格式化
當(dāng)線程的數(shù)量從 2 個(gè)升級(jí)為 10 個(gè)時(shí)，我們可以使用 for 循環(huán)來(lái)創(chuàng)建多個(gè)線程執(zhí)行時(shí)間格式化，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int finalI = i;
// 創(chuàng)建線程
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 得到時(shí)間對(duì)象
Date date = new Date(finalI * 1000);
// 執(zhí)行時(shí)間格式化
formatAndPrint(date);
}
});
// 啟動(dòng)線程
thread.start();
}
}
/**
* 格式化并打印時(shí)間
* @param date 時(shí)間對(duì)象
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
// 格式化時(shí)間對(duì)象
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
// 執(zhí)行格式化
String result = simpleDateFormat.format(date);
// 打印最終結(jié)果
System.out.println("時(shí)間：" + result);
}
}
以上程序的執(zhí)行結(jié)果為：
從上述結(jié)果可以看出，雖然此時(shí)創(chuàng)建的線程數(shù)和 SimpleDateFormat 的數(shù)量不算少，但程序還是可以正常運(yùn)行的。
③ 1000個(gè)線程格式化
然而當(dāng)我們將線程的數(shù)量從 10 個(gè)變成 1000 個(gè)的時(shí)候，我們就不能單純的使用 for 循環(huán)來(lái)創(chuàng)建 1000 個(gè)線程的方式來(lái)解決問(wèn)題了，因?yàn)檫@樣頻繁的新建和銷毀線程會(huì)造成大量的系統(tǒng)開(kāi)銷和線程過(guò)度爭(zhēng)搶 CPU 資源的問(wèn)題。
所以經(jīng)過(guò)一番思考后，我們決定使用線程池來(lái)執(zhí)行這 1000 次的任務(wù)，因?yàn)榫€程池可以復(fù)用線程資源，無(wú)需頻繁的新建和銷毀線程，也可以通過(guò)控制線程池中線程的數(shù)量來(lái)避免過(guò)多線程所導(dǎo)致的 CPU 資源過(guò)度爭(zhēng)搶和線程頻繁切換所造成的性能問(wèn)題，而且我們可以將 SimpleDateFormat 提升為全局變量，從而避免每次執(zhí)行都要新建 SimpleDateFormat 的問(wèn)題，于是我們寫(xiě)下了這樣的代碼：
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class App {
// 時(shí)間格式化對(duì)象
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務(wù)
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60,
TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
// 執(zhí)行任務(wù)
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 得到時(shí)間對(duì)象
Date date = new Date(finalI * 1000);
// 執(zhí)行時(shí)間格式化
formatAndPrint(date);
}
});
}
// 線程池執(zhí)行完任務(wù)之后關(guān)閉
threadPool.shutdown();
}
/**
* 格式化并打印時(shí)間
* @param date 時(shí)間對(duì)象
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
// 執(zhí)行格式化
String result = simpleDateFormat.format(date);
// 打印最終結(jié)果
System.out.println("時(shí)間：" + result);
}
}
當(dāng)我們懷著無(wú)比喜悅的心情去運(yùn)行程序的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)意外發(fā)生了，這樣寫(xiě)代碼竟然會(huì)出現(xiàn)線程安全的問(wèn)題。從上述結(jié)果可以看出，程序的打印結(jié)果竟然有重復(fù)內(nèi)容的，正確的情況應(yīng)該是沒(méi)有重復(fù)的時(shí)間才對(duì)。
PS：所謂的線程安全問(wèn)題是指：在多線程的執(zhí)行中，程序的執(zhí)行結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不相符的情況。
a) 線程安全問(wèn)題分析
為了找到問(wèn)題所在，我們嘗試查看 SimpleDateFormat 中 format 方法的源碼來(lái)排查一下問(wèn)題，format 源碼如下：
private StringBuffer format(Date date, StringBuffer toAppendTo,
FieldDelegate delegate) {
// 注意此行代碼
calendar.setTime(date);
boolean useDateFormatSymbols = useDateFormatSymbols();
for (int i = 0; i < compiledPattern.length; ) {
int tag = compiledPattern[i] >>> 8;
int count = compiledPattern[i++] & 0xff;
if (count == 255) {
count = compiledPattern[i++] << 16;
count |= compiledPattern[i++];
}
switch (tag) {
case TAG_QUOTE_ASCII_CHAR:
toAppendTo.append((char)count);
break;
case TAG_QUOTE_CHARS:
toAppendTo.append(compiledPattern, i, count);
i += count;
break;
default:
subFormat(tag, count, delegate, toAppendTo, useDateFormatSymbols);
break;
}
}
return toAppendTo;
}
從上述源碼可以看出，在執(zhí)行 SimpleDateFormat.format 方法時(shí)，會(huì)使用 calendar.setTime 方法將輸入的時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，那么我們想想一下這樣的場(chǎng)景：
線程 1 執(zhí)行了 calendar.setTime(date)方法，將用戶輸入的時(shí)間轉(zhuǎn)換成了后面格式化時(shí)所需要的時(shí)間；線程 1 暫停執(zhí)行，線程 2 得到 CPU時(shí)間片開(kāi)始執(zhí)行；線程 2 執(zhí)行了 calendar.setTime(date)方法，對(duì)時(shí)間進(jìn)行了修改；線程 2 暫停執(zhí)行，線程 1 得出 CPU時(shí)間片繼續(xù)執(zhí)行，因?yàn)榫€程 1 和線程 2 使用的是同一對(duì)象，而時(shí)間已經(jīng)被線程 2 修改了，所以此時(shí)當(dāng)線程 1 繼續(xù)執(zhí)行的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)線程安全的問(wèn)題了。
正常的情況下，程序的執(zhí)行是這樣的：
非線程安全的執(zhí)行流程是這樣的：
b) 解決線程安全問(wèn)題：加鎖
當(dāng)出現(xiàn)線程安全問(wèn)題時(shí)，我們想到的第一解決方案就是加鎖，具體的實(shí)現(xiàn)代碼如下：
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class App {
// 時(shí)間格式化對(duì)象
private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務(wù)
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60,
TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
// 執(zhí)行任務(wù)
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 得到時(shí)間對(duì)象
Date date = new Date(finalI * 1000);
// 執(zhí)行時(shí)間格式化
formatAndPrint(date);
}
});
}
// 線程池執(zhí)行完任務(wù)之后關(guān)閉
threadPool.shutdown();
}
/**
* 格式化并打印時(shí)間
* @param date 時(shí)間對(duì)象
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
// 執(zhí)行格式化
String result = null;
// 加鎖
synchronized (App.class) {
result = simpleDateFormat.format(date);
}
// 打印最終結(jié)果
System.out.println("時(shí)間：" + result);
}
}
從上述結(jié)果可以看出，使用了 synchronized 加鎖之后程序就可以正常的執(zhí)行了。
加鎖的缺點(diǎn)
加鎖的方式雖然可以解決線程安全的問(wèn)題，但同時(shí)也帶來(lái)了新的問(wèn)題，當(dāng)程序加鎖之后，所有的線程必須排隊(duì)執(zhí)行某些業(yè)務(wù)才行，這樣無(wú)形中就降低了程序的運(yùn)行效率了。
有沒(méi)有既能解決線程安全問(wèn)題，又能提高程序的執(zhí)行速度的解決方案呢？
答案是：有的，這個(gè)時(shí)候 ThreadLocal就要上場(chǎng)了。
c) 解決線程安全問(wèn)題：ThreadLocal
1.ThreadLocal 介紹
ThreadLocal 從字面的意思來(lái)理解是線程本地變量的意思，也就是說(shuō)它是線程中的私有變量，每個(gè)線程只能使用自己的變量。
以上面線程池格式化時(shí)間為例，當(dāng)線程池中有 10 個(gè)線程時(shí)，SimpleDateFormat 會(huì)存入 ThreadLocal 中，它也只會(huì)創(chuàng)建 10 個(gè)對(duì)象，即使要執(zhí)行 1000 次時(shí)間格式化任務(wù)，依然只會(huì)新建 10 個(gè) SimpleDateFormat 對(duì)象，每個(gè)線程調(diào)用自己的 ThreadLocal 變量。
2.ThreadLocal 基礎(chǔ)使用
ThreadLocal 常用的核心方法有三個(gè)：
set 方法：用于設(shè)置線程獨(dú)立變量副本。沒(méi)有 set 操作的 ThreadLocal 容易引起臟數(shù)據(jù)。 get 方法：用于獲取線程獨(dú)立變量副本。沒(méi)有 get 操作的 ThreadLocal 對(duì)象沒(méi)有意義。 remove 方法：用于移除線程獨(dú)立變量副本。沒(méi)有 remove 操作容易引起內(nèi)存泄漏。
ThreadLocal 所有方法如下圖所示：
官方說(shuō)明文檔：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/
ThreadLocal 基礎(chǔ)用法如下：
/**
* @公眾號(hào)：Java中文社群
*/
public class ThreadLocalExample {
// 創(chuàng)建一個(gè) ThreadLocal 對(duì)象
private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
public static void main(String[] args) {
// 線程執(zhí)行任務(wù)
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(threadName + " 存入值：" + threadName);
// 在 ThreadLocal 中設(shè)置值
threadLocal.set(threadName);
// 執(zhí)行方法，打印線程中設(shè)置的值
print(threadName);
}
};
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 1
new Thread(runnable, "MyThread-1").start();
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 2
new Thread(runnable, "MyThread-2").start();
}
/**
* 打印線程中的 ThreadLocal 值
* @param threadName 線程名稱
*/
private static void print(String threadName) {
try {
// 得到 ThreadLocal 中的值
String result = threadLocal.get();
// 打印結(jié)果
System.out.println(threadName + " 取出值：" + result);
} finally {
// 移除 ThreadLocal 中的值（防止內(nèi)存溢出）
threadLocal.remove();
}
}
}
從上述結(jié)果可以看出，每個(gè)線程只會(huì)讀取到屬于自己的 ThreadLocal 值。
3.ThreadLocal 高級(jí)用法
① 初始化：initialValue
public class ThreadLocalByInitExample {
// 定義 ThreadLocal
private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal(){
@Override
protected String initialValue() {
System.out.println("執(zhí)行 initialValue() 方法");
return "默認(rèn)值";
}
};
public static void main(String[] args) {
// 線程執(zhí)行任務(wù)
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 執(zhí)行方法，打印線程中數(shù)據(jù)（未設(shè)置值打印）
print(threadName);
}
};
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 1
new Thread(runnable, "MyThread-1").start();
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 2
new Thread(runnable, "MyThread-2").start();
}
/**
* 打印線程中的 ThreadLocal 值
* @param threadName 線程名稱
*/
private static void print(String threadName) {
// 得到 ThreadLocal 中的值
String result = threadLocal.get();
// 打印結(jié)果
System.out.println(threadName + " 得到值：" + result);
}
}
當(dāng)使用了 #threadLocal.set 方法之后，initialValue 方法就不會(huì)被執(zhí)行了，如下代碼所示：
public class ThreadLocalByInitExample {
// 定義 ThreadLocal
private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal() {
@Override
protected String initialValue() {
System.out.println("執(zhí)行 initialValue() 方法");
return "默認(rèn)值";
}
};
public static void main(String[] args) {
// 線程執(zhí)行任務(wù)
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(threadName + " 存入值：" + threadName);
// 在 ThreadLocal 中設(shè)置值
threadLocal.set(threadName);
// 執(zhí)行方法，打印線程中設(shè)置的值
print(threadName);
}
};
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 1
new Thread(runnable, "MyThread-1").start();
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 2
new Thread(runnable, "MyThread-2").start();
}
/**
* 打印線程中的 ThreadLocal 值
* @param threadName 線程名稱
*/
private static void print(String threadName) {
try {
// 得到 ThreadLocal 中的值
String result = threadLocal.get();
// 打印結(jié)果
System.out.println(threadName + "取出值：" + result);
} finally {
// 移除 ThreadLocal 中的值（防止內(nèi)存溢出）
threadLocal.remove();
}
}
}
為什么 set 之后，初始化代碼就不執(zhí)行了？
要理解這個(gè)問(wèn)題，需要從 ThreadLocal.get() 方法的源碼中得到答案，因?yàn)槌跏蓟椒?initialValue 在 ThreadLocal 創(chuàng)建時(shí)并不會(huì)立即執(zhí)行，而是在調(diào)用了 get 方法只會(huì)才會(huì)執(zhí)行，測(cè)試代碼如下：
import java.util.Date;
public class ThreadLocalByInitExample {
// 定義 ThreadLocal
private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal() {
@Override
protected String initialValue() {
System.out.println("執(zhí)行 initialValue() 方法 " + new Date());
return "默認(rèn)值";
}
};
public static void main(String[] args) {
// 線程執(zhí)行任務(wù)
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 得到當(dāng)前線程名稱
String threadName = Thread.currentThread().getName();
// 執(zhí)行方法，打印線程中設(shè)置的值
print(threadName);
}
};
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 1
new Thread(runnable, "MyThread-1").start();
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 2
new Thread(runnable, "MyThread-2").start();
}
/**
* 打印線程中的 ThreadLocal 值
* @param threadName 線程名稱
*/
private static void print(String threadName) {
System.out.println("進(jìn)入 print() 方法 " + new Date());
try {
// 休眠 1s
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 得到 ThreadLocal 中的值
String result = threadLocal.get();
// 打印結(jié)果
System.out.println(String.format("%s 取得值：%s %s",
threadName, result, new Date()));
}
}
initialValue 方法并不是在 ThreadLocal 創(chuàng)建時(shí)執(zhí)行的，而是在調(diào)用 Thread.get 方法時(shí)才執(zhí)行的。接下來(lái)來(lái)看 Threadlocal.get 源碼的實(shí)現(xiàn)：
public T get() {
// 得到當(dāng)前的線程
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 判斷 ThreadLocal 中是否有數(shù)據(jù)
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
// 有 set 值，直接返回?cái)?shù)據(jù)
return result;
}
}
// 執(zhí)行初始化方法【重點(diǎn)關(guān)注】
return setInitialValue();
}
private T setInitialValue() {
// 執(zhí)行初始化方法【重點(diǎn)關(guān)注】
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
從上述源碼可以看出，當(dāng) ThreadLocal 中有值時(shí)會(huì)直接返回值 e.value，只有 Threadlocal 中沒(méi)有任何值時(shí)才會(huì)執(zhí)行初始化方法 initialValue。
注意事項(xiàng)—類型必須保持一致
initialValue 時(shí)，返回值的類型要和 ThreadLoca 定義的數(shù)據(jù)類型保持一致，如下圖所示：
ClassCaseException 類型轉(zhuǎn)換異常，如下圖所示：
② 初始化2：withInitial
import java.util.function.Supplier;
public class ThreadLocalByInitExample {
// 定義 ThreadLocal
private static ThreadLocal<String> threadLocal =
ThreadLocal.withInitial(new Supplier<String>() {
@Override
public String get() {
System.out.println("執(zhí)行 withInitial() 方法");
return "默認(rèn)值";
}
});
public static void main(String[] args) {
// 線程執(zhí)行任務(wù)
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
// 執(zhí)行方法，打印線程中設(shè)置的值
print(threadName);
}
};
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 1
new Thread(runnable, "MyThread-1").start();
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 2
new Thread(runnable, "MyThread-2").start();
}
/**
* 打印線程中的 ThreadLocal 值
* @param threadName 線程名稱
*/
private static void print(String threadName) {
// 得到 ThreadLocal 中的值
String result = threadLocal.get();
// 打印結(jié)果
System.out.println(threadName + " 得到值：" + result);
}
}
通過(guò)上述的代碼發(fā)現(xiàn)，withInitial 方法的使用好和 initialValue 好像沒(méi)啥區(qū)別，那為啥還要造出兩個(gè)類似的方法呢？客官莫著急，繼續(xù)往下看。
③ 更簡(jiǎn)潔的 withInitial 使用
withInitial 方法的優(yōu)勢(shì)在于可以更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)變量初始化，如下代碼所示：
public class ThreadLocalByInitExample {
// 定義 ThreadLocal
private static ThreadLocal<String> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> "默認(rèn)值");
public static void main(String[] args) {
// 線程執(zhí)行任務(wù)
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
// 執(zhí)行方法，打印線程中設(shè)置的值
print(threadName);
}
};
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 1
new Thread(runnable, "MyThread-1").start();
// 創(chuàng)建并啟動(dòng)線程 2
new Thread(runnable, "MyThread-2").start();
}
/**
* 打印線程中的 ThreadLocal 值
* @param threadName 線程名稱
*/
private static void print(String threadName) {
// 得到 ThreadLocal 中的值
String result = threadLocal.get();
// 打印結(jié)果
System.out.println(threadName + " 得到值：" + result);
}
}
4.ThreadLocal 版時(shí)間格式化
了解了 ThreadLocal 的使用之后，我們回到本文的主題，接下來(lái)我們將使用 ThreadLocal 來(lái)實(shí)現(xiàn) 1000 個(gè)時(shí)間的格式化，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MyThreadLocalByDateFormat {
// 創(chuàng)建 ThreadLocal 并設(shè)置默認(rèn)值
private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatThreadLocal =
ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("mm:ss"));
public static void main(String[] args) {
// 創(chuàng)建線程池執(zhí)行任務(wù)
ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10, 60,
TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
// 執(zhí)行任務(wù)
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
// 執(zhí)行任務(wù)
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 得到時(shí)間對(duì)象
Date date = new Date(finalI * 1000);
// 執(zhí)行時(shí)間格式化
formatAndPrint(date);
}
});
}
// 線程池執(zhí)行完任務(wù)之后關(guān)閉
threadPool.shutdown();
// 線程池執(zhí)行完任務(wù)之后關(guān)閉
threadPool.shutdown();
}
/**
* 格式化并打印時(shí)間
* @param date 時(shí)間對(duì)象
*/
private static void formatAndPrint(Date date) {
// 執(zhí)行格式化
String result = dateFormatThreadLocal.get().format(date);
// 打印最終結(jié)果
System.out.println("時(shí)間：" + result);
}
}
從上述結(jié)果可以看出，使用 ThreadLocal 也可以解決線程并發(fā)問(wèn)題，并且避免了代碼加鎖排隊(duì)執(zhí)行的問(wèn)題。
使用場(chǎng)景2：跨類傳遞數(shù)據(jù)
除了上面的使用場(chǎng)景之外，我們還可以使用 ThreadLocal 來(lái)實(shí)現(xiàn)線程中跨類、跨方法的數(shù)據(jù)傳遞。比如登錄用戶的 User 對(duì)象信息，我們需要在不同的子系統(tǒng)中多次使用，如果使用傳統(tǒng)的方式，我們需要使用方法傳參和返回值的方式來(lái)傳遞 User 對(duì)象，然而這樣就無(wú)形中造成了類和類之間，甚至是系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的相互耦合了，所以此時(shí)我們可以使用 ThreadLocal 來(lái)實(shí)現(xiàn) User 對(duì)象的傳遞。
確定了方案之后，接下來(lái)我們來(lái)實(shí)現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)代碼。我們可以先在主線程中構(gòu)造并初始化一個(gè) User 對(duì)象，并將此 User 對(duì)象存儲(chǔ)在 ThreadLocal 中，存儲(chǔ)完成之后，我們就可以在同一個(gè)線程的其他類中，如倉(cāng)儲(chǔ)類或訂單類中直接獲取并使用 User 對(duì)象了，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下。
主線程中的業(yè)務(wù)代碼：
public class ThreadLocalByUser {
public static void main(String[] args) {
// 初始化用戶信息
User user = new User("Java");
// 將 User 對(duì)象存儲(chǔ)在 ThreadLocal 中
UserStorage.setUser(user);
// 調(diào)用訂單系統(tǒng)
OrderSystem orderSystem = new OrderSystem();
// 添加訂單（方法內(nèi)獲取用戶信息）
orderSystem.add();
// 調(diào)用倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)
RepertorySystem repertory = new RepertorySystem();
// 減庫(kù)存（方法內(nèi)獲取用戶信息）
repertory.decrement();
}
}
User 實(shí)體類：
/**
* 用戶實(shí)體類
*/
class User {
public User(String name) {
this.name = name;
}
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
ThreadLocal 操作類：
/**
* 用戶信息存儲(chǔ)類
*/
class UserStorage {
// 用戶信息
public static ThreadLocal<User> USER = new ThreadLocal();
/**
* 存儲(chǔ)用戶信息
* @param user 用戶數(shù)據(jù)
*/
public static void setUser(User user) {
USER.set(user);
}
}
訂單類：
/**
* 訂單類
*/
class OrderSystem {
/**
* 訂單添加方法
*/
public void add() {
// 得到用戶信息
User user = UserStorage.USER.get();
// 業(yè)務(wù)處理代碼（忽略）...
System.out.println(String.format("訂單系統(tǒng)收到用戶：%s 的請(qǐng)求。",
user.getName()));
}
}
倉(cāng)儲(chǔ)類：
/**
* 倉(cāng)儲(chǔ)類
*/
class RepertorySystem {
/**
* 減庫(kù)存方法
*/
public void decrement() {
// 得到用戶信息
User user = UserStorage.USER.get();
// 業(yè)務(wù)處理代碼（忽略）...
System.out.println(String.format("倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)收到用戶：%s 的請(qǐng)求。",
user.getName()));
}
}
從上述結(jié)果可以看出，當(dāng)我們?cè)谥骶€程中先初始化了 User 對(duì)象之后，訂單類和倉(cāng)儲(chǔ)類無(wú)需進(jìn)行任何的參數(shù)傳遞也可以正常獲得 User 對(duì)象了，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)線程中，跨類和跨方法的數(shù)據(jù)傳遞。
總結(jié)
使用 ThreadLocal 可以創(chuàng)建線程私有變量，所以不會(huì)導(dǎo)致線程安全問(wèn)題，同時(shí)使用 ThreadLocal 還可以避免因?yàn)橐腈i而造成線程排隊(duì)執(zhí)行所帶來(lái)的性能消耗；再者使用 ThreadLocal 還可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程內(nèi)跨類、跨方法的數(shù)據(jù)傳遞。
參考 & 鳴謝
《碼出高效：Java開(kāi)發(fā)手冊(cè)》
《Java 并發(fā)編程 78 講》
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