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[酷][酷][酷]ThreadLocal在工作和面试中都非常常见，本篇文章收录于《Java并发编程》合集，通过2-3篇文章介绍清楚ThreadLocal的应用，原理，案例，达到实战会用，面试会说的效果。通过本篇你可以得到[奸笑]：

ThreadLocal的正确解释和作用
ThreadLocal的API以及三种初始化方式的对比
通过ThreadLocal实现春节红包案例
通过线程池引出ThreadLocal隐患和解决方案
总结ThreadLocal特点和应用场景

喜欢的话记得动动手指点关注，升职加薪不迷路，长期稳定输出干货技术文章

ThreadLocal

对于ThreadLocal的翻译有很多，如：线程本地，本地线程，如果根据他的作用来说翻译成【线程局部变量】我认为是比较合适的

ThreadLocal作用

ThreadLocal是java.lang包中的一个泛型类，可以实现为线程创建独有变量，这个变量对于其他线程是隔离的，也就是线程本地的值，这也是ThreadLocal名字的来源

每个使用该变量的线程都要初始化一个完全独立的实例副本，不存在多线程间共享的问题

ThreadLocal方法

ThreadLocal用来存储当前线程的独有数据，相关API就是存值，取值，清空值的简单操作

withInitial：创建一个ThreadLocal实例，并给定初始值【JDK8推出的新方法，一般都是用该方法初始化ThreadLocal】
get：返回当前线程ThreadLocal的值，如果没有设置值返回null
set：设置当前线程ThreadLocal的值
remove：删除当前线程ThreadLocal的值
initialValue：此方法默认返回null，通过ThreadLocal构造方法初始化时一般重写此方法，来设置初始值，在JDK8之后通过withInitial方法初始化

初始化ThreadLocal

初始化ThreadLocal有三种方式：

直接通过构造方法创建，此时初始值为null
通过构造方法同时重写initialValue方法给定初始值
通过JDK8的withInitial()静态方法创建，可以通过Lambda直接给初始值【推荐使用】

通过构造方法

@Test
public void test1() {
    // 通过构造方法，初始化ThreadLocal
    ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
    // 未给定初始值，通过get方法获取值为null
    System.out.println(threadLocal.get());
}

通过get方法获取结果为null

如果想要设置值，则需要通过set方法

@Test
public void test1() {
    // 初始化ThreadLocal
    ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
    System.out.println("设置前===》" + threadLocal.get());
    // 设置初始值
    threadLocal.set(1);
    System.out.println("设置后===》" + threadLocal.get());
}

此时获取的值就是1

重写initialValue方法

该方法的主要作用是返回当前线程ThreadLocal的初始值，但是在ThreadLocal中默认实现返回为null

这个值和具体的泛型类型有关，通常需要根据实际需求重写此方法，定义初始值

@Test
public void test2() {
    // 初始化ThreadLocal，重写initialValue方法设置默认值
    ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>(){
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            // 设置，初始值为1024
            return 1024;
        }
    };
    // 启动5个线程
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：threadLocal初始值--->" + threadLocal.get());
        },"线程：" + i).start();
    }
}

启动5个线程每个线程的初始值都为1024

withInitial静态方法

上方两种方案对创建ThreadLocal时给定初始值都稍显繁琐，在JDK8中新增了withInitial静态方法接收Supplier供给型函数接口设置初始值

@Test
public void test3() {
    // 通过withInitial方法设置初始值
    ThreadLocal<Integer> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> {
        return 100;
    });
    // 启动5个线程
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：threadLocal初始值--->" + threadLocal.get());
        },"线程：" + i).start();
    }
}

启动5个线程之后初始值为100，强烈推荐此种方式来实现ThreadLocal的初始化

推荐通过withInitial静态方法实现ThreadLocal的初始化

如果线程内需要修改值则可以使用set方法，如果需要获取值则使用get方法

结合下图搞懂ThreadLocal数据存储：一个ThreadLocal实例，在每个线程中都有独自的初始化副本，接下来每个线程对ThradLocal的操作都在线程内，对其他线程隔离

[吐舌]ThreadLocal的数据结构下一篇介绍，知道的小伙伴不妨写在评论区

父母保管孩子春节红包案例[白眼]

春节期间孩子收到的红包都会被父母暂时保管，答应长大后归还，比如，小翠有三个孩子小明，晓明和小茗，为了将来分账，需要单独记录孩子们收到的红包金额

@Test
public void test5() {
    // 通过withInitial方法设置初始红包为0
    ThreadLocal<Integer> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);
    // 设置随机数
    Random random = new Random();
    // 通过map集合映射线程名字
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(0,"小明");
    map.put(1,"晓明");
    map.put(2,"小茗");
    // 启动3个线程，分别为3个孩子
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        new Thread(() -> {
            // 去七大姑八大姨家拜年，比如5家亲戚吧
            for (int j = 0; j < 5; j++) {
                // 每家亲戚给随机的200以内的红包
                int yasuiqian = random.nextInt(200);
                // 红包金额加1
                threadLocal.set(yasuiqian + threadLocal.get());
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "共收到：" + threadLocal.get() + "元红包");
        },map.get(i)).start();
    }
}

三个孩子去5个亲戚家，收到的红包金额实现独自记录

线程池实现保管红包

项目开发过程中对于多线程的场景都推荐使用线程池实现，可以避免线程频繁创建和销毁的资源浪费，使用线程池是一定要记得在finally代码块中关闭线程池

如下：开启一个有三个核心线程的线程池来处理3个孩子的拜年领红包任务

@Test
public void test6() {
    // 通过withInitial方法设置初始值
    ThreadLocal<Integer> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);
    // 设置随机数
    Random random = new Random();

    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(0,"小明");
    map.put(1,"晓明");
    map.put(2,"小茗");

    // 开启有3个核心线程的线程池
    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    try {
        // 3个孩子
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            // 记录当前循环值，映射对应的孩子名字
            int index = i;
            threadPool.submit(() -> {
                // 设置线程名：Thread.currentThread().getName()为默认的线程池给的名字，方便查看是哪一个线程执行的此任务
                Thread.currentThread().setName(Thread.currentThread().getName() + map.get(index));
                // 去七大姑八大姨家拜年，比如5家亲戚吧
                for (int j = 0; j < 5; j++) {
                    // 每家亲戚给随机的200以内的红包
                    int yasuiqian = random.nextInt(200);
                    // 红包金额加1
                    threadLocal.set(yasuiqian + threadLocal.get());
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "共收到：" + threadLocal.get() + "元红包");
            });
        }
    }catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        // 关闭线程池
        threadPool.shutdown();
    }
}

运行程序的电脑为8核，可以通过线程池中的3个核心线程，同时执行3条任务，此时的结果没有任何问题

线程池中线程可复用引发的问题

如果此时又多出来一个孩子，或者核心线程数变为2，即任务数大于核心线程数，会复用线程处理其他任务，即一个线程需要处理多个任务，这里减少核心线程数为例演示：

@Test
public void test6() {
    ......
    // 修改线程池核心线程数为2，其他不变
    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
    ......
}

此时发现小明和小茗都是通过1号线程执行的任务，每个亲戚最多发200红包，5个亲戚，最大值应该为1000，但是小茗收到了1172元的红包，这肯定是不对的

原因在于：1号线程处理完小明之后，发现小茗任务没有执行，此时1号线程处理两个任务，ThreadLocal也还是同一个，即处理小茗任务时，ThreadLocal的值为小明任务处理后的值，并不是初始值0

在阿里Java开发规范中强制要求回收自定义的ThreadLocal变量

[机智]如果有需要《阿里开发规范手册》的评论区留言或者私信免费获取

通过try块将任务逻辑包裹，在finally中通过remove方法回收该任务执行后的ThreadLocal值

@Test
public void test7() {
    ......
    try {
        ......
            try {
                for (int j = 0; j < 5; j++) {
                    // 每家亲戚给随机的200以内的红包
                    int yasuiqian = random.nextInt(200);
                    // 红包金额加1
                    threadLocal.set(yasuiqian + threadLocal.get());
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "共收到：" + threadLocal.get() + "元红包");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                // 回收数据
                threadLocal.remove();
            }
    }catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        // 关闭线程池
        threadPool.shutdown();
    }
}

回收ThreadLocal变量后，复用该线程也不会对后续程序造成影响

ThreadLocal特点

统一设置初始值，每个线程可以通过set方法设置值，也可以通过get方法获取当前值
ThreadLocal被每一个线程单独持有副本，相互独立，只能在该线程内部使用
如果配合线程池使用，线程可复用，需要调用remove方法回收数据，即重新设置为初始值，避免对后续程序造成影响和内存泄漏
ThreadLocal变量因为线程独立，所以不在线程安全问题

ThreadLocal应用场景

如上文所述，ThreadLocal 适用于如下两种场景

每个线程需要自己独立的数据
数据在线程内的共享，不需要在多线程之间共享

如：

游戏玩家个人的属性，装备，积分等
Spring中也通过ThreadLocal解决线程安全问题，在同一次请求响应的调用线程中，所有对象所访问的同一ThreadLocal变量都是当前线程所绑定的

[666]本篇达成实战会用，下一篇通过原理介绍，实现面试会说！

关于并发编程线程间数据隔离和安全，ThreadLocal给出高质量答案

ThreadLocal

ThreadLocal作用

ThreadLocal方法

初始化ThreadLocal

通过构造方法

重写initialValue方法

withInitial静态方法

父母保管孩子春节红包案例[白眼]

线程池实现保管红包

ThreadLocal特点

ThreadLocal应用场景

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