【连载 13】ThreadLocal 类

2025-01-21
河北
本文字数：1888 字
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2.8 ThreadLocal

在使用 Java 进行性能测试的过程中，将线程共享的变量通过用例设计优化转换成线程独享，是一种非常高效的解决线程安全问题的思路。java.lang.ThreadLocal 可以不必提前确定线程的数量，不必提前分配每个线程所需要的对象，直接全局定义一个 java.lang.ThreadLocal 对象，在多线程编程中使用 java.lang.ThreadLocal 提供的操作 API 即可完成线程独享对象的创建、修改和其他管理操作。

2.8.1 基础方法

ThreadLocal 实现原理基于每个线程都维护一个 ThreadLocalMap，这个映射表的键是 ThreadLocal 实例，值是对应的线程局部变量。这样，每个线程都可以拥有自己的独立变量副本，不受其他线程影响。

首先我们看一下如何创建一个 java.lang.ThreadLocal 对象：

ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();

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创建方法需要声明泛型，下面是 ThreadLocal 的无参构造方法：

public ThreadLocal() {}

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该方法获取到的独享对象默认值是 null，如果你想设置其他默认值，可以使用以下语法：

ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>(){    @Override    protected String initialValue() {        return "Hello FunTester !";    }};

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亦或者使用 java.lang.ThreadLocal#withInitial 方法创建 ThreadLocal 对象：

ThreadLocal<String> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> "Hello FunTester !");

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initialValue 方法内容如下：

public static <S> ThreadLocal<S> withInitial(Supplier<? extends S> supplier) {    return new SuppliedThreadLocal<>(supplier);}

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使用该方法会创建一个 ThreadLocal 子类 java.lang.ThreadLocal.SuppliedThreadLocal，该类重写了 java.lang.ThreadLocal.SuppliedThreadLocal#initialValue 方法，内容如下：

@Overrideprotected T initialValue() {    return supplier.get();}

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其次我们对于变量两个最基本的操作：获取和修改。

获取：java.lang.ThreadLocal#get
修改：java.lang.ThreadLocal#set

API 非常简单，这里需要注意的就是返回值和参数值的类型需要与 ThreadLocal 创建是定义的泛型类型保持一致。

2.8.2 最佳实战

在性能测试中，ThreadLocal 通常用来将共享对象转换成独享解决线程安全的问题。下面用一个案例演示 ThreadLocal 最佳实战：

package org.funtester.performance.books.chapter02.section8;
/** * ThreadLocal 演示 */public class ThreadLocalDemo {
    public static void main(String[] args) {        ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal< String >() {// 创建一个线程本地变量            @Override            protected String initialValue() { // 重写初始化方法                return "Hello FunTester !";            }        };        for (int i = 0; i < 3; i++) {            new Thread(() -> { // 创建并启动3个线程                System.out.println("初始值: " + threadLocal.get()); // 获取本地变量值,并输出                threadLocal.set(Thread.currentThread().getName() + "    Hello FunTester !"); // 设置本地变量值                System.out.println("修改后值: " + threadLocal.get()); // 获取本地变量值,并输出            }).start();        }    }
}

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控制台输出：

初始值: Hello FunTester !修改后值: Thread-0    Hello FunTester !初始值: Hello FunTester !修改后值: Thread-1    Hello FunTester !初始值: Hello FunTester !修改后值: Thread-2    Hello FunTester !

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可以看到，每个线程打印的初始值都是一样的，重新赋值之后，每个线程打印的值都变得不一样了。这就说明每个线程实际获取的对象并不是同一个对象，也就实现了将共享对象转换成独享对象的设计思路，解决了线程安全的问题。

2.8.3 使用场景

除了以上使用场景外，java.lang.ThreadLocal 在性能测试使用的场景并不多。但在 ThreadLocal 使用过程中，需要注意潜在的内存泄漏问题。

如果 ThreadLocal 实例在某个类中定义为 static，而该类又被类加载器加载，那么这个 ThreadLocal 对象将一直存在于内存中，直到线程结束或者手动调用 remove()方法将其移除。

所以在性能测试中如果使用 ThreadLocal 来解决线程安全问题，需要对线程管理更加严格。对于新手而言，使用最佳实战中的方式是安全可靠的，若还是无法满足需求，则应该抛弃 ThreadLocal，寻求其他简单、可靠的解决方案。

书的名字：从 Java 开始做性能测试 。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/eac887ef2c6d3d5241d87bdb8】。文章转载请联系作者。

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