2021-04-16 08:26  阅读(131)
文章分类:Java 零基础入门 文章标签:JavaJava 入门
©  原文作者:廖雪峰的网站 原文地址:https://www.liaoxuefeng.com/

多线程是Java实现多任务的基础,Thread对象代表一个线程,我们可以在代码中调用Thread.currentThread()获取当前线程。例如,打印日志时,可以同时打印出当前线程的名字:

    // Thread
    ----
    public class Main {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            log("start main...");
            new Thread(() -> {
                log("run task...");
            }).start();
            new Thread(() -> {
                log("print...");
            }).start();
            log("end main.");
        }
    
        static void log(String s) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + s);
        }
    }
    

对于多任务,Java标准库提供的线程池可以方便地执行这些任务,同时复用线程。Web应用程序就是典型的多任务应用,每个用户请求页面时,我们都会创建一个任务,类似:

    public void process(User user) {
        checkPermission();
        doWork();
        saveStatus();
        sendResponse();
    }
    

然后,通过线程池去执行这些任务。

观察process()方法,它内部需要调用若干其他方法,同时,我们遇到一个问题:如何在一个线程内传递状态?

process()方法需要传递的状态就是User实例。有的童鞋会想,简单地传入User就可以了:

    public void process(User user) {
        checkPermission(user);
        doWork(user);
        saveStatus(user);
        sendResponse(user);
    }
    

但是往往一个方法又会调用其他很多方法,这样会导致User传递到所有地方:

    void doWork(User user) {
        queryStatus(user);
        checkStatus();
        setNewStatus(user);
        log();
    }
    

这种在一个线程中,横跨若干方法调用,需要传递的对象,我们通常称之为上下文(Context),它是一种状态,可以是用户身份、任务信息等。

给每个方法增加一个context参数非常麻烦,而且有些时候,如果调用链有无法修改源码的第三方库,User对象就传不进去了。

Java标准库提供了一个特殊的ThreadLocal,它可以在一个线程中传递同一个对象。

ThreadLocal实例通常总是以静态字段初始化如下:

    static ThreadLocal<User> threadLocalUser = new ThreadLocal<>();
    

它的典型使用方式如下:

    void processUser(user) {
        try {
            threadLocalUser.set(user);
            step1();
            step2();
        } finally {
            threadLocalUser.remove();
        }
    }
    

通过设置一个User实例关联到ThreadLocal中,在移除之前,所有方法都可以随时获取到该User实例:

    void step1() {
        User u = threadLocalUser.get();
        log();
        printUser();
    }
    
    void log() {
        User u = threadLocalUser.get();
        println(u.name);
    }
    
    void step2() {
        User u = threadLocalUser.get();
        checkUser(u.id);
    }
    

注意到普通的方法调用一定是同一个线程执行的,所以,step1()step2()以及log()方法内,threadLocalUser.get()获取的User对象是同一个实例。

实际上,可以把ThreadLocal看成一个全局Map<Thread, Object>:每个线程获取ThreadLocal变量时,总是使用Thread自身作为key:

    Object threadLocalValue = threadLocalMap.get(Thread.currentThread());
    

因此,ThreadLocal相当于给每个线程都开辟了一个独立的存储空间,各个线程的ThreadLocal关联的实例互不干扰。

最后,特别注意ThreadLocal一定要在finally中清除:

    try {
        threadLocalUser.set(user);
        ...
    } finally {
        threadLocalUser.remove();
    }
    

这是因为当前线程执行完相关代码后,很可能会被重新放入线程池中,如果ThreadLocal没有被清除,该线程执行其他代码时,会把上一次的状态带进去。

为了保证能释放ThreadLocal关联的实例,我们可以通过AutoCloseable接口配合try (resource) {...}结构,让编译器自动为我们关闭。例如,一个保存了当前用户名的ThreadLocal可以封装为一个UserContext对象:

    public class UserContext implements AutoCloseable {
    
        static final ThreadLocal<String> ctx = new ThreadLocal<>();
    
        public UserContext(String user) {
            ctx.set(user);
        }
    
        public static String currentUser() {
            return ctx.get();
        }
    
        @Override
        public void close() {
            ctx.remove();
        }
    }
    

使用的时候,我们借助try (resource) {...}结构,可以这么写:

    try (var ctx = new UserContext("Bob")) {
        // 可任意调用UserContext.currentUser():
        String currentUser = UserContext.currentUser();
    } // 在此自动调用UserContext.close()方法释放ThreadLocal关联对象
    

这样就在UserContext中完全封装了ThreadLocal,外部代码在try (resource) {...}内部可以随时调用UserContext.currentUser()获取当前线程绑定的用户名。

练习

ThreadLocal练习

小结

ThreadLocal表示线程的“局部变量”,它确保每个线程的ThreadLocal变量都是各自独立的;

ThreadLocal适合在一个线程的处理流程中保持上下文(避免了同一参数在所有方法中传递);

使用ThreadLocal要用try ... finally结构,并在finally中清除。

点赞(0)
版权归原创作者所有,任何形式转载请联系作者; Java 技术驿站 >> 使用ThreadLocal
上一篇
使用ForkJoin