使用ThreadLocal變量的時機和方法

并發編程中，一個重要的內容是數據共享。當你創建了實現Runnable接口的線程，然后開啟使用相同Runnable實例的各種Thread對象，所有 的線程便共享定義在Runnable對象中的屬性。也就是說，當你在一個線程中改變任意屬性時，所有的線程都會因此受到影響，同時會看到第一個線程修改后的值。有時我們希望如此，比如：多個線程增大或減小同一個計數器變量；但是，有時我們希望確保每個線程，只能工作在它自己的線程實例的拷貝上，同時不會影 響其他線程的數據。

使用ThreadLocal的時機

舉個例子，想象你在開發一個電子商務應用，你需要為每一個控制器處理的顧客請求，生成一個唯一的事務ID，同時將其傳到管理器或DAO的業務方法中，以便記錄日志。一種方案是將事務ID作為一個參數，傳到所有的業務方法中。但這并不是一個好的方案，它會使代碼變得冗余。

你可以使用ThreadLocal類型的變量解決這個問題。首先在控制器或者任意一個預處理器攔截器中生成一個事務ID，然后在ThreadLocal中 設置事務ID，最后，不論這個控制器調用什么方法，都能從threadlocal中獲取事務ID。而且這個應用的控制器可以同時處理多個請求，同時在框架 層面，因為每一個請求都是在一個單獨的線程中處理的，所以事務ID對于每一個線程都是唯一的，而且可以從所有線程的執行路徑獲取。

擴展閱讀：與JAX-RS ResteasyProviderFactory共享上下文數據（ThreadLocalStack實例）

ThreadLocal類

Java并發API為使用ThreadLocal類的局部線程變量提供了一個簡潔高效的機制，

public class ThreadLocal<T> extends Object {...}

這個類提供了一個局部線程變量。這些變量不同于其所對應的常規變量，對于常規變量，每個線程只能訪問（通過get或set方法）其自身所擁有的，獨立初始化變量拷貝。在一個類中，ThreadLocal類型的實例是典型的私有、靜態（private static）字段，因為我們可以將其作為線程的關聯狀態（比如：用戶ID或者事務ID）

這個類有以下方法：

1. get()：返回當前線程拷貝的局部線程變量的值。
2. initialValue()：返回當前線程賦予局部線程變量的初始值。
3. remove()：移除當前線程賦予局部線程變量的值。
4. set(T value)：為當前線程拷貝的局部線程變量設置一個特定的值。

怎樣使用ThreadLocal？

下面的例子使用兩個局部線程變量，即threadId和startDate。它們都遵循推薦的定義方法，即“private static”類型的字段。threadId用來區分當前正在運行的線程，startDate用來獲取線程開啟的時間。上面的信息將打印到控制臺，以此驗 證每一個線程管理他自己的變量拷貝。

class DemoTask implements Runnable {

   // Atomic integer containing the next thread ID to be assigned
   private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);

   // Thread local variable containing each thread's ID
   private static final ThreadLocal<Integer> threadId =
        new ThreadLocal<Integer>() {
            @Override
            protected Integer initialValue() {
               return nextId.getAndIncrement();
            }
         };

   // Returns the current thread's unique ID, assigning it if necessary
   public int getThreadId() {
      return threadId.get();
   }

   // Returns the current thread's starting timestamp
   private static final ThreadLocal<Date> startDate =
       new ThreadLocal<Date>() {
           protected Date initialValue() {
               return new Date();
           }
       };

   @Override
   public void run() {
      System.out.printf("Starting Thread: %s : %sn",
                        getThreadId(), startDate.get());
      try {
         TimeUnit.SECONDS.sleep((int) Math.rint(Math.random() * 10));
      } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
      }
      System.out.printf("Thread Finished: %s : %sn",
                        getThreadId(), startDate.get());
   }
}

現在要驗證變量本質上能夠維持其自身狀態，而與多線程的多次初始化無關。我們首先需要創建執行這個任務的三個線程，然后開啟線程，接著驗證它們打印到控制臺中的信息。

Starting Thread: 0 : Wed Dec 24 15:04:40 IST 2014
Thread Finished: 0 : Wed Dec 24 15:04:40 IST 2014

Starting Thread: 1 : Wed Dec 24 15:04:42 IST 2014
Thread Finished: 1 : Wed Dec 24 15:04:42 IST 2014

Starting Thread: 2 : Wed Dec 24 15:04:44 IST 2014
Thread Finished: 2 : Wed Dec 24 15:04:44 IST 2014

在上面的輸出中，打印出的聲明序列每次都在變化。我已經把它們放到了序列中，這樣對于每一個線程實例，我們都可以清楚地辨別出，局部線程變量保持著安全狀態，而絕不會混淆。自己嘗試下！

局部線程通常使用在這樣的情況下，當你有一些對象并不滿足線程安全，但是你想避免在使用synchronized關鍵字、塊時產生的同步訪問，那么，讓每個線程擁有它自己的對象實例。

注意：局部變量是同步或局部線程的一個好的替代，它總是能夠保證線程安全。唯一可能限制你這樣做的是你的應用設計約束。

警告：在webapp服務器上，可能會保持一個線程池，那么ThreadLocal變量會在響應客戶端之前被移除，因為當前線程可能被下一個請求重復使用。而 且，如果在使用完畢后不進行清理，它所保持的任何一個對類的引用—這個類會作為部署應用的一部分加載進來—將保留在永久堆棧中，永遠不會被垃圾回收機制回收。

學習愉快！

原文鏈接： howtodoinjava 翻譯： ImportNew.com - Angus
譯文鏈接： http://www.importnew.com/14398.html