[Java] ThreadLocal的使用規則和源碼分析 ThreadLocal是什麼？ ThreadLocal的接口方法ThreadLocal的内部實作 ThreadLocal如何做到線程安全TheadLocal模式與同步機制的差別

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　　線程局部變量，通路某個變量的每個線程都有自己的局部變量，它獨立于變量的初始化副本。　　 

它的功用非常簡單，就是為每一個使用該變量的線程都提供一個變量值的副本，是每一個線程都可以獨立地改變自己的副本，而不會和其它線程的副本沖突。從線程的角度看，就好像每一個線程都完全擁有該變量。　 

threadlocal 執行個體通常是類中的 private static 字段，它們希望将狀态與某一個線程（例如，使用者 id 或事務 id）相關聯。每個線程都保持對其線程局部變量副本的隐式引用，隻要線程是活動的并且 threadlocal 執行個體是可通路的；線上程消失之後，其線程局部執行個體的所有副本都會被垃圾回收（除非存在對這些副本的其他引用）。　

protected t initialvalue()　：傳回此線程局部變量的初始值

　　線程第一次使用 get() 方法通路變量時将調用此方法，但如果線程之前調用了 set(t) 方法，則不會對該線程再調用 initialvalue 方法。通常，此方法對每個線程最多調用一次，但如果在調用 get() 後又調用了 remove()，則可能再次調用此方法。 

該實作傳回 null；如果程式員希望線程局部變量具有 null 以外的值，則必須為 threadlocal 建立子類，并重寫此方法。通常将使用匿名内部類完成此操作。

public t get()　：傳回此線程局部變量的目前線程的值

　　如果變量沒有用于目前線程的值，則先将其初始化為調用 initialvalue() 方法傳回的值。

public void set(t value)　：将此線程局部變量的目前線程副本中的值設定為指定值

　　大部分子類不需要重寫此方法，它們隻依靠 initialvalue() 方法來設定線程局部變量的值。

public void remove()　：移除此線程局部變量目前線程的值

　　如果此線程局部變量随後被目前線程 讀取，且這期間目前線程沒有 設定其值，則将調用其 initialvalue() 方法重新初始化其值。這将導緻在目前線程多次調用 initialvalue 方法。

　如果希望線程局部變量初始化其它值，那麼需要自己實作threadlocal的子類并重寫該方法，通常使用一個内部類對threadlocal進行執行個體化。 

比如下面的例子，serialnum類為每一個類配置設定一個序号： 　

　　先看看threadlocal類的部分源碼：

　　我們可以很明顯的看出threadlocal把線程和線程局部變量存在threadlocalmap中，而threadlocalmap是threadlocal的靜态類部類，我們來看看threadlocalmap 的部分源碼：

　　這個map的key是threadlocal對象的弱引用，當要抛棄掉threadlocal對象時，垃圾收集器會忽略這個key的引用而清理掉threadlocal對象 。

　　那麼到底是threadlocal還是thread持有threadlocalmap對象的引用呢？

我們在thread源碼中發現：

　　threadlocalmap變量屬于thread的内部屬性,不同的thread擁有完全不同的threadlocalmap變量.　 

thread中的threadlocalmap變量的值是在threadlocal對象進行set或者get操作時建立的.　 

在建立threadlocalmap之前,會首先檢查目前thread中的threadlocalmap變量是否已經存在,如果不存在則建立一個；如果已經存在,則使用目前thread已建立的threadlocalmap.　 

　　從上面的分析我們可以得出：

因為每個thread在進行對象通路時,通路的都是各自線程自己的threadlocalmap，是以保證了thread與thread之間的資料通路隔離。　

不同的threadlocal執行個體操作同一thread時，threadlocalmap在存儲時采用目前threadlocal的執行個體作為key來保證資料通路隔離（上面源碼entry處可以看出）。　

舉個例子說明：

輸出結果為：

同步機制采用了“以時間換空間”的方式,提供一份變量,讓不同的線程排隊通路.而threadlocal采用了“以空間換時間”的方式,為每一個線程都提供一份變量的副本,進而實作同時通路而互不影響。　

而threadlocal會為每一個線程維護一個和該線程綁定的變量的副本，進而隔離了多個線程的資料，每一個線程都擁有自己的變量副本，進而也就沒有必要對該變量進行同步了。　 

同步機制是為了同步多個線程對相同資源的并發通路，是為了多個線程之間進行通信的有效方式。 

而threadlocal是隔離多個線程的資料共享，從根本上就不在多個線程之間共享資源（變量），這樣當然不需要對多個線程進行同步了。 

是以，如果你需要進行多個線程之間進行通信，則使用同步機制。如果需要隔離多個線程之間的共享沖突，可以使用threadlocal。