（5）ThreadLocal类及应用技巧---- 线程范围内共享变量
java.lang
类 ThreadLocal<T>
java.lang.Object
java.lang.ThreadLocal<T>
直接已知子类：
InheritableThreadLocal
public class ThreadLocal<T>extends Object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。
例如，以下类生成对每个线程唯一的局部标识符。线程 ID 是在第一次调用 UniqueThreadIdGenerator.getCurrentThreadId() 时分配的，在后续调用中不会更改。
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class UniqueThreadIdGenerator {
private static final AtomicInteger uniqueId = new AtomicInteger(0);
private static final ThreadLocal < Integer > uniqueNum =
new ThreadLocal < Integer > () {
@Override protected Integer initialValue() {
return uniqueId.getAndIncrement();
}
};
public static int getCurrentThreadId() {
return uniqueId.get();
}
} // UniqueThreadIdGenerator
每个线程都保持对其线程局部变量副本的隐式引用，只要线程是活动的并且 ThreadLocal 实例是可访问的；
在线程消失之后，其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收（除非存在对这些副本的其他引用）。
ThreadfLocal
ThreadfLocal是一种机制，很多人都说它的名字叫ThreadfLocalVariable更贴切。表面上看它和其他的java类没有区别，但是当一个多线程系统要求各个线程都有自己线程内的全局变量时，使用ThreadfLocal就是一个极佳的选择。
ThreadfLocal用于实现线程内的数据共享，即对于相同的程序代码，多个模块在同一个线程中运行时要共享一份数据，而在另外线程中运行时又共享另外一份数据。举个例子，我们在学校食堂排队打饭，对于甲同学打饭的全过程（线程一），那几个打饭、打菜和打汤的模块操作的（饭盆）变量是甲同学拿的饭盆；对于乙同学打饭的全过程（线程二），那几个打饭、打菜和打汤的模块操作的（饭盆）变量是乙同学拿的饭盆；在这个例子里，饭盆就可以视为应当存放到ThreadLocal里的共享变量。
可能有人提到全局共享变量会想到用static变量，但是static变量的全局范围比ThreadfLocal里的更“全局”－－在整个运行的jvm里只有一份，即虽然static变量可以被多个模块共享，但同时也是在多线程范围内共享。所以，用static是不能满足我们的业务需求的。当然，ThreadfLocal变量为static没有问题。
ThreadLocal的一个常用业务场景是：在订单处理业务流中，减少库存量、增加一条流水台账、修改总账，这几个操作要在同一个事务中完成，通常也即同一个线程中进行处理，如果累加公司应收款的操作失败了，则应该把前面的操作回滚，否则，提交所有操作，这要求这些操作使用相同的数据库连接对象，而这些操作的代码分别位于不同的模块类中。
Thread与同步机制的比较
ThreadLocal和同步机制都是为了解决多线程中对相同变量的访问冲突的问题。
同步机制是通过锁对象机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。
而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。
概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。
不过，ThreadLocal并不能替代同步机制，两者面向的问题领域不同：ThreadLocal考虑的是变量在线程间的隔离；同步机制则提供了线程间通信的桥梁。
package com.itm.thread;
import java.util.Random;
/************
*
* 利用 ThreadLocal 。
*
* @author
*
*/
public class ThreadLocalTest {
private static ThreadLocal<Integer> x = new ThreadLocal<Integer>();// 泛型。
// private static ThreadLocal<MyThreadScopeData> myThreadScopeData = new ThreadLocal<MyThreadScopeData>();
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<2;i++){ // 用来创建两个线程。
new Thread( new Runnable(){ // 创建好一个线程。
@Override
public void run() {
int data = new Random().nextInt(); // 准备好数据。
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" has put data :" + data);
x.set(data);// 向当前线程里面放入一个数据。把数据 存在当前线程里面去了。。。
/***********
*
* 多个变量。
*
* 存数据。
*
*/
/*MyThreadScopeData myData = new MyThreadScopeData(); // new 一个这样的对象。
myData.setName("name " + data);
myData.setAge(data);
myThreadScopeData.set(myData); // 存数据。。。
*/
new A().get(); // A 去取数据。
new B().get();
}
}).start();
}
}
static class A{
public void get(){
int data = x.get();// 取出 存入当前线程里面的数据。。。
System.out.println("A form " + Thread.currentThread().getName() + " get data :" + data);
/*MyThreadScopeData myData = myThreadScopeData.get();
System.out.println("A form " + Thread.currentThread().getName() +
" getMyData : " +
myData.getName() + "," + myData.getAge());
*/
}
}
static class B{
public void get(){
int data = x.get();
System.out.println("B form " + Thread.currentThread().getName() + " get data :" + data);
}
}
}
/*class MyThreadScopeData {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}*/
结果：
Thread-0 has put data :1365978062
A form Thread-0 get data :1365978062
Thread-1 has put data :-770297261
A form Thread-1 get data :-770297261
B form Thread-1 get data :-770297261
B form Thread-0 get data :1365978062
如果 线程范围内 有 N个变量 那应该怎么办呢？？一个 threadLocal代表一个变量，
故其中里只能放一个数据。你有两个变量都要线程范围内共享，则要定义两个threadLocal对象，如果有一百个变量要线程共享呢？那请先定义一个对象来装这一百个变量，然后在threadLocal中存储这个对象。
package com.itm.thread;
import java.util.Random;
/************
*
* 利用 ThreadLocal 。
*
* @author
*
*/
public class ThreadLocalTest {
private static ThreadLocal<Integer> x = new ThreadLocal<Integer>();// 泛型。
private static ThreadLocal<MyThreadScopeData> myThreadScopeData = new ThreadLocal<MyThreadScopeData>();
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<2;i++){ // 用来创建两个线程。
new Thread( new Runnable(){ // 创建好一个线程。
@Override
public void run() {
int data = new Random().nextInt(); // 准备好数据。
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" has put data :" + data);
x.set(data);// 向当前线程里面放入一个数据。把数据 存在当前线程里面去了。。。
/***********
*
* 多个变量。
*
* 存数据。
*
*/
MyThreadScopeData myData = new MyThreadScopeData(); // new 一个这样的对象。
myData.setName("name " + data);
myData.setAge(data);
myThreadScopeData.set(myData); // 存数据。。。
new A().get(); // A 去取数据。
new B().get();
}
}).start();
}
}
static class A{
public void get(){
int data = x.get();// 取出 存入当前线程里面的数据。。。
System.out.println("A form " + Thread.currentThread().getName() + " get data :" + data);
MyThreadScopeData myData = myThreadScopeData.get();
System.out.println("A form " + Thread.currentThread().getName() +
" getMyData : " +
myData.getName() + "," + myData.getAge());
}
}
static class B{
public void get(){
int data = x.get();
System.out.println("B form " + Thread.currentThread().getName() + " get data :" + data);
}
}
}
class MyThreadScopeData {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
Thread-0 has put data :-485439611
Thread-1 has put data :198643933
A form Thread-0 get data :-485439611
A form Thread-0 getMyData : name -485439611,-485439611
A form Thread-1 get data :198643933
A form Thread-1 getMyData : name 198643933,198643933
B form Thread-1 get data :198643933
B form Thread-0 get data :-485439611
一中 更加优雅的写法：
package com.itm.thread;
import java.util.Random;
/************
*
* 利用 ThreadLocal 。自己线程范围内的对象。
*
* @author
*
*/
public class CopyOfThreadLocalTest2 {
private static ThreadLocal<Integer> x = new ThreadLocal<Integer>();
private static ThreadLocal<MyThreadScopeDataTwo> myThreadScopeDataTwo = new ThreadLocal<MyThreadScopeDataTwo>();
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<2;i++){ // 用来创建两个线程。
new Thread( new Runnable(){ // 创建好一个线程。
@Override
public void run() {
int data = new Random().nextInt(); // 准备好数据。
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" has put data :" + data);
x.set(data);// 向当前线程里面放入一个数据。
/*MyThreadScopeDataTwo myData = new MyThreadScopeDataTwo();
myData.setName("name " + data);
myData.setAge(data);
myThreadScopeDataTwo.set(myData);*/
// MyThreadScopeDataTwo.getThreadInstance() 拿到与 本线程相关的实例。
MyThreadScopeDataTwo.getThreadInstance().setName("name " + data);
MyThreadScopeDataTwo.getThreadInstance().setAge(data);
new A().get(); // A 去取数据。
new B().get();
}
}).start();
}
}
static class A{
public void get(){
int data = x.get();
System.out.println("A form " + Thread.currentThread().getName() + " get data :" + data);
MyThreadScopeDataTwo myData = MyThreadScopeDataTwo.getThreadInstance();
System.out.println("A form " + Thread.currentThread().getName() +
" getMyData : " +
myData.getName() + "," + myData.getAge());
}
}
static class B{
public void get(){
int data = x.get();
System.out.println("B form " + Thread.currentThread().getName() + " get data :" + data);
MyThreadScopeDataTwo myData = MyThreadScopeDataTwo.getThreadInstance();
System.out.println("A form " + Thread.currentThread().getName() +
" getMyData : " +
myData.getName() + "," + myData.getAge());
}
}
}
class MyThreadScopeDataTwo {
/*
*
饱汉式。：人家还没有调用我 我就把这个对象创建出来了。
private MyThreadScopeDataTwo(){}
public static MyThreadScopeDataTwo getInstance(){
return instance;
}
private static MyThreadScopeDataTwo instance = new MyThreadScopeDataTwo();
*/
/*
饿汉式：
private MyThreadScopeDataTwo(){}
// 加上 synchronized 时，这个对象就只能创建一个了。
public static synchronized MyThreadScopeDataTwo getInstance(){
if(instance == null){
instance = new MyThreadScopeDataTwo();
}
return instance;
}
private static MyThreadScopeDataTwo instance = null;
*/
private MyThreadScopeDataTwo(){}
public static /*synchronized*/ MyThreadScopeDataTwo getThreadInstance(){
MyThreadScopeDataTwo instance = map.get();
if(instance == null){ // 不用加上 synchronized，两个线程各是各的实例。
instance = new MyThreadScopeDataTwo();
map.set(instance); // 把对象 放进去。。
}
return instance;
}
// 用来专门装对象的。。。
private static ThreadLocal<MyThreadScopeDataTwo> map = new ThreadLocal<MyThreadScopeDataTwo>();
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
更多 threadLocal 借鉴：
http://blog.csdn.net/qjyong/article/details/2158097
http://www.iteye.com/topic/103804