一、定義

Thread - Specific Storage就是“線程獨有的存儲庫”，該模式會對每個線程提供獨有的內存空間。

java.lang.ThreadLocal類提供了該模式的實現，ThreadLocal的實例是一種集合（collection）架構，該實例管理了很多對象，可以想象成一個保管有大量保險箱的房間。

java.lang.ThreadLocal類的方法：

• public void set()

該方法會檢查當前調用線程，默認以該線程的Thread.currentThread()值作為鍵，來保存指定的值。

• public Object get()

該方法會檢查當前調用線程，默認以該線程的Thread.currentThread()值作為鍵，獲取保存指定的值。

二、模式案例

TSLog類：

package Entity;import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.io.PrintWriter; // 實際執行記錄日志的類，每個線程都會擁有一個該類的實例 public class TSLog {private PrintWriter writer = null;public TSLog(String fileName) {try {writer = new PrintWriter(new FileWriter(fileName));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void println(String e) {writer.println(e);}public void close() {writer.println("****** End of log");writer.close();} }

Log類：

package Entity;public class Log {private static final ThreadLocal<TSLog> TS_LOG_THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>();public static void println(String s) {getTSLog().println(s);}public static void close() {getTSLog().close();}private static TSLog getTSLog() {TSLog tsLog = TS_LOG_THREAD_LOCAL.get();if (tsLog == null) {tsLog = new TSLog(Thread.currentThread() + "-log.txt");TS_LOG_THREAD_LOCAL.set(tsLog);}return tsLog;} }

ClientThread類：

package Entity;public class ClientThread extends Thread{public ClientThread(String name) {super(name);}@Overridepublic void run() {System.out.println(getName() + " BEGIN");for (int i = 0; i < 10; i++) {Log.println("i=" + i);try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}Log.close();System.out.println(getName() + " END");} }

main類：

import Entity.ClientThread;public class Demo2 {public static void main(String[] args) {new ClientThread("Alice").start();new ClientThread("Bobby").start();new ClientThread("Chris").start();} }

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三、模式講解

Thread-Specific Storage模式的角色如下：

• Client（委托人）參與者

Client參與者會將工作委托給TSObjectProxy參與者。（案例中的ClientThread類就是Client）

• TSObjectProxy（線程獨有對象的代理者）參與者

TSObjectProxy參與者會處理多個Client委托的工作。（案例中的Log類就是TSObjectProxy）

• TSObjectCollection（線程獨有對象的集合）參與者

（案例中的java.lang.ThreadLocal類就是TSObjectCollection）

• TSObject（線程獨有的對象）參與者

TSObject存放線程所特有的信息，TSObject實例的方法只會由單線程調用，由TSObjectCollection管理，每個線程獨都擁有獨自的TSObject實例。（案例中的TSLog類就是TSObject）

四、ThreadLocal的原理

ThreadLocal類主要有四個方法：

1、初始化返回值的方法：

該方法實現只返回null，并且修飾符為protected，很明顯，如果用戶想返回初始值不為null，則需要重寫該方法；

protected T initialValue() {return null;}

2、get方法，獲取線程本地副本變量

public T get() {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T)e.value;return result;}}return setInitialValue();}

3、set方法，設置線程本地副本變量

public void set(T value) {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);}

4、remove方法，移除線程本地副本變量

public void remove() {ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());if (m != null)m.remove(this);}

如果需要我們自己來設計ThreadLocal對象，那么，一般的實現思路：

設計一個線程安全的Map，key就是當前線程對象，Value就是線程本地變量的值。

然而，JDK的實現思路：

讓每個Thread對象，自身持有一個Map，這個Map的Key就是當前ThreadLocal對象，Value是本地線程變量值。相對于加鎖的實現方式，這樣做可以提升性能，其實是一種以空間換時間的思路。

ThreadLocal類有一個getMap()方法，其實就是返回Thread對象自身的Map——threadLocals。

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {return t.threadLocals;}

threadLocals是一種ThreadLocal.ThreadLocalMap類型的數據結構，作為內部類定義在ThreadLocal類中，其內部采用一種WeakReference的方式保存鍵值對。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的深入解析J.U.C并发包（十五）—— Thread - Specific Storage（ThreadLocal）模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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