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多线程是Java实现多任务的基础,
Thread
对象代表一个线程,我们可以在代码中调用Thread.currentThread()
获取当前线程。例如,打印日志时,可以同时打印出当前线程的名字:对于多任务,Java标准库提供的线程池可以方便地执行这些任务,同时复用线程。Web应用程序就是典型的多任务应用,每个用户请求页面时,我们都会创建一个任务,类似:
然后,通过线程池去执行这些任务。
观察
process()
方法,它内部需要调用若干其他方法,同时,我们遇到一个问题:如何在一个线程内传递状态?process()
方法需要传递的状态就是User
实例。有的童鞋会想,简单地传入User
就可以了:但是往往一个方法又会调用其他很多方法,这样会导致
User
传递到所有地方:这种在一个线程中,横跨若干方法调用,需要传递的对象,我们通常称之为上下文(Context),它是一种状态,可以是用户身份、任务信息等。
给每个方法增加一个context参数非常麻烦,而且有些时候,如果调用链有无法修改源码的第三方库,
User
对象就传不进去了。Java标准库提供了一个特殊的
ThreadLocal
,它可以在一个线程中传递同一个对象。ThreadLocal
实例通常总是以静态字段初始化如下:它的典型使用方式如下:
通过设置一个
User
实例关联到ThreadLocal
中,在移除之前,所有方法都可以随时获取到该User
实例:注意到普通的方法调用一定是同一个线程执行的,所以,
step1()
、step2()
以及log()
方法内,threadLocalUser.get()
获取的User
对象是同一个实例。实际上,可以把
ThreadLocal
看成一个全局Map<Thread, Object>
:每个线程获取ThreadLocal
变量时,总是使用Thread
自身作为key:因此,
ThreadLocal
相当于给每个线程都开辟了一个独立的存储空间,各个线程的ThreadLocal
关联的实例互不干扰。最后,特别注意
ThreadLocal
一定要在finally
中清除:这是因为当前线程执行完相关代码后,很可能会被重新放入线程池中,如果
ThreadLocal
没有被清除,该线程执行其他代码时,会把上一次的状态带进去。为了保证能释放
ThreadLocal
关联的实例,我们可以通过AutoCloseable
接口配合try (resource) {...}
结构,让编译器自动为我们关闭。例如,一个保存了当前用户名的ThreadLocal
可以封装为一个UserContext
对象:使用的时候,我们借助
try (resource) {...}
结构,可以这么写:这样就在
UserContext
中完全封装了ThreadLocal
,外部代码在try (resource) {...}
内部可以随时调用UserContext.currentUser()
获取当前线程绑定的用户名。小结
ThreadLocal
表示线程的“局部变量”,它确保每个线程的ThreadLocal
变量都是各自独立的;ThreadLocal
适合在一个线程的处理流程中保持上下文(避免了同一参数在所有方法中传递);使用
ThreadLocal
要用try ... finally
结构,并在finally
中清除。