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Java学习整理系列之ThreadLocal的理解

jiangyan2323 / 文 发表于2018-05-01 15:20 次阅读

ThreadLocal概念

ThreadLocal是解决线程安全问题一个很好的思路,它通过为每个线程提供一个独立的变量副本解决了变量并发访问的冲突问题。在很多情况下,ThreadLocal比直接使用synchronized同步机制解决线程安全问题更简单,更方便,且结果程序拥有更高的并发性。

ThreadLocal与Connection

疑问1:有一个用户请求就会启动一个线程。而如果ThreadLocal用的是变量副本,那我们把connection放在Threadlocal里的话,那么我们的程序只需要一个connection连接数据库就行了,每个线程都是用的connection的一个副本,那为什么还有必要要数据库连接池呢?

ThreadLocal使得各线程能够保持各自独立的一个对象,并不是通过ThreadLocal.set()来实现的,而是通过每个线程中的new 对象 的操作来创建的对象,每个线程创建一个,不是什么对象的拷贝或副本。通过ThreadLocal.set()将这个新创建的对象的引用保存到各线程的自己的一个map中,每个线程都有这样一个map,执行ThreadLocal.get()时,各线程从自己的map中取出放进去的对象,因此取出来的是各自自己线程中的对象,ThreadLocal实例是作为map的key来使用的。

疑问2:既然ThreadLocal当当前线程中没有时去新建一个新的,有的话就用当前线程中的,那数据库连接池已经有了这种功能啊,还要ThreadLocal干什么?

由于请求中的一个事务涉及多个 DAO 操作,而这些 DAO 中的 Connection 不能从连接池中获得,如果是从连接池获得的话,两个 DAO 就用到了两个Connection,这样的话是没有办法完成一个事务的。DAO 中的 Connection 如果是从 ThreadLocal 中获得 Connection 的话那么这些 DAO 就会被纳入到同一个 Connection 之下。当然了,这样的话,DAO 中就不能把 Connection 给关了,关掉的话,下一个使用者就不能用了。


ThreadLocal与同步机制

在同步机制中,通过对象的锁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(每个线程创建一个,不是什么对象的拷贝或副本),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。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。



框架中使用ThreadLocal解决线程安全问题

我们知道在一般情况下,只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享,在Spring中,绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。就是因为Spring对一些Bean(如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等)中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理,让它们也成为线程安全的状态,因此有状态的Bean就可以在多线程中共享了。一般的Web应用划分为展现层、服务层和持久层三个层次,在不同的层中编写对应的逻辑,下层通过接口向上层开放功能调用。在一般情况下,从接收请求到返回响应所经过的所有程序调用都同属于一个线程。同一线程贯通三层这样你就可以根据需要,将一些非线程安全的变量以ThreadLocal存放,在同一次请求响应的调用线程中,所有关联的对象引用到的都是同一个变量。

我们在使用Hibernate的时候,经常会使用到currentSession(),而Hibernat是这样使用ThreadLocal的。


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