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1、来自网址：http:/ B 更新时间:2007-05-29作者：闹市孤僧 来源:本文关键词： java JAVA ThreadLocal概述我们知道Spring通过各种DAO模板类降低了开发者使用各种数据持久技术的难度。这些模板类都是线程安全的，也就是说，多个DAO可以复用同一个模板实例而不会发生冲突。我们使用模板类访问底层数据，根据持久化技术的不同，模板类需要绑定数据连接或会话的资源。但这些资源本身是非线程安全的，也就是说它们不能在同一时刻被多个线程共享。虽然模板类通过资源池获取数据连接或会话，但资源池本身解决的是数据连接或会话的缓存问题，并非数据连接或会话的线程安全问题。按照传统经验，如果
2、某个对象是非线程安全的，在多线程环境下，对对象的访问必须采用synchronized进行线程同步。但Spring的DAO模板类并未采用线程同步机制，因为线程同步限制了并发访问，会带来很大的性能损失。此外，通过代码同步解决性能安全问题挑战性很大，可能会增强好几倍的实现难度。那模板类究竟仰丈何种魔法神功，可以在无需同步的情况下就化解线程安全的难题呢？答案就是ThreadLocal！ThreadLocal在Spring中发挥着重要的作用，在管理request作用域的Bean、事务管理、任务调度、AOP等模块都出现了它们的身影，起着举足轻重的作用。要想了解Spring事务管理的底层技术，ThreadL
3、ocal是必须攻克的山头堡垒。ThreadLocal是什么早在JDK 1.2的版本中就提供java.lang.ThreadLocal，ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。ThreadLocal很容易让人望文生义，想当然地认为是一个“本地线程”。其实，ThreadLocal并不是一个Thread，而是Thread的局部变量，也许把它命名为ThreadLocalVariable更容易让人理解一些。当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可
4、以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。从线程的角度看，目标变量就象是线程的本地变量，这也是类名中“Local”所要表达的意思。线程局部变量并不是Java的新发明，很多语言（如IBM IBM XL FORTRAN）在语法层面就提供线程局部变量。在Java中没有提供在语言级支持，而是变相地通过ThreadLocal的类提供支持。所以，在Java中编写线程局部变量的代码相对来说要笨拙一些，因此造成线程局部变量没有在Java开发者中得到很好的普及。ThreadLocal的接口方法ThreadLocal类接口很简单，只有4个方法，我们先来了解一下：void set(Object val
5、ue)设置当前线程的线程局部变量的值。public Object get()该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。public void remove()将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。protected Object initialValue()返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get
6、()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。值得一提的是，在JDK5.0中，ThreadLocal已经支持泛型，该类的类名已经变为ThreadLocal。API方法也相应进行了调整，新版本的API方法分别是void set(T value)、T get()以及T initialValue()。ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单：在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量副本，Map中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。我们自己就可以提供一个简单的实
7、现版本：代码清单1 SimpleThreadLocalpublic class SimpleThreadLocal private Map valueMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap();public void set(Object newValue) valueMap.put(Thread.currentThread(), newValue);键为线程对象，值为本线程的变量副本public Object get() Thread currentThread = Thread.currentThread();Object o = val
8、ueMap.get(currentThread);返回本线程对应的变量if (o = null & !valueMap.containsKey(currentThread) 如果在Map中不存在，放到Map中保存起来。o = initialValue();valueMap.put(currentThread, o);return o;public void remove() valueMap.remove(Thread.currentThread();public Object initialValue() return null;虽然代码清单93这个ThreadLocal实现版本显得比较幼稚
9、，但它和JDK所提供的ThreadLocal类在实现思路上是相近的。一个TheadLocal实例下面，我们通过一个具体的实例了解一下ThreadLocal的具体使用方法。代码清单2 SequenceNumberpackage com.baobaotao.basic;public class SequenceNumber 通过匿名内部类覆盖ThreadLocal的initialValue()方法，指定初始值private static ThreadLocal seqNum = new ThreadLocal()public Integer initialValue()return 0;获取下一个
10、序列值public int getNextNum()seqNum.set(seqNum.get()+1);return seqNum.get();public static void main(String args)SequenceNumber sn = new SequenceNumber(); 3个线程共享sn，各自产生序列号TestClient t1 = new TestClient(sn);TestClient t2 = new TestClient(sn);TestClient t3 = new TestClient(sn);t1.start();t2.start();t3.sta
11、rt();private static class TestClient extends Threadprivate SequenceNumber sn;public TestClient(SequenceNumber sn) this.sn = sn;public void run()for (int i = 0; i 3; i+) 每个线程打出3个序列值System.out.println(thread+Thread.currentThread().getName()+ sn+sn.getNextNum()+);通常我们通过匿名内部类的方式定义ThreadLocal的子类，提供初始的变量值
12、，如例子中处所示。TestClient线程产生一组序列号，在处，我们生成3个TestClient，它们共享同一个SequenceNumber实例。运行以上代码，在控制台上输出以下的结果：threadThread-2 sn1threadThread-0 sn1threadThread-1 sn1threadThread-2 sn2threadThread-0 sn2threadThread-1 sn2threadThread-2 sn3threadThread-0 sn3threadThread-1 sn3考察输出的结果信息，我们发现每个线程所产生的序号虽然都共享同一个SequenceNumbe
13、r实例，但它们并没有发生相互干扰的情况，而是各自产生独立的序列号，这是因为我们通过ThreadLocal为每一个线程提供了单独的副本。Thread同步机制的比较ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢？ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。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。Thread
14、Local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。由于ThreadLocal中可以持有任何类型的对象，低版本JDK所提供的get()返回的是Object对象，需要强制类型转换。但JDK 5.0通过泛型很好的解决了这个问题，在一定程度地简化ThreadLocal的使用，代码清单 9 2就使用了JDK 5.0新的ThreadLocal版本。概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同
15、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。Spring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，因为有状态的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
