早在Java 1.2推出之時(shí)，Java平臺(tái)中就引入了一個(gè)新的支持：java.lang.ThreadLocal，給我們在編寫多線程程序時(shí)提供了一種新的選擇。使用這個(gè)工具類可以很簡潔地編寫出優(yōu)美的多線程程序，雖然ThreadLocal非常有用，但是似乎現(xiàn)在了解它、使用它的朋友還不多。

ThreadLocal是什么

ThreadLocal并非是一個(gè)線程的本地實(shí)現(xiàn)版本，它并不是一個(gè)Thread，而是thread local variable（線程局部變量）。也許把它命名為ThreadLocalVar更加合適。線程局部變量（ThreadLocal）其實(shí)的功用非常簡單，就是為每一個(gè)使用該變量的線程都提供一個(gè)變量值的副本，是每一個(gè)線程都可以獨(dú)立地改變自己的副本，而不會(huì)和其它線程的副本沖突。從線程的角度看，就好像每一個(gè)線程都完全擁有該變量。線程局部變量并不是Java的新發(fā)明，在其它的一些語言編譯器實(shí)現(xiàn)（如IBM XL FORTRAN）中，它在語言的層次提供了直接的支持。因?yàn)镴ava中沒有提供在語言層次的直接支持，而是提供了一個(gè)ThreadLocal的類來提供支持，所以，在Java中編寫線程局部變量的代碼相對比較笨拙，這也許是線程局部變量沒有在Java中得到很好的普及的一個(gè)原因吧。

ThreadLocal的設(shè)計(jì)

首先看看ThreadLocal的接口：

Object get() ;

// 返回當(dāng)前線程的線程局部變量副本 protected Object initialValue(); // 返回該線程局部變量的當(dāng)前線程的初始值

void set(Object value);

// 設(shè)置當(dāng)前線程的線程局部變量副本的值

ThreadLocal有3個(gè)方法，其中值得注意的是initialValue()，該方法是一個(gè)protected的方法，顯然是為了子類重寫而特意實(shí)現(xiàn)的。該方法返回當(dāng)前線程在該線程局部變量的初始值，這個(gè)方法是一個(gè)延遲調(diào)用方法，在一個(gè)線程第1次調(diào)用get()或者set(Object)時(shí)才執(zhí)行，并且僅執(zhí)行1次。ThreadLocal中的確實(shí)實(shí)現(xiàn)直接返回一個(gè)null：

protected Object initialValue() { return null; }

ThreadLocal是如何做到為每一個(gè)線程維護(hù)變量的副本的呢？其實(shí)實(shí)現(xiàn)的思路很簡單，在ThreadLocal類中有一個(gè)Map，用于存儲(chǔ)每一個(gè)線程的變量的副本。比如下面的示例實(shí)現(xiàn)：

public class ThreadLocal
{
private Map values = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
public Object get()
{
Thread curThread = Thread.currentThread();
Object o = values.get(curThread);
if (o == null && !values.containsKey(curThread))
{
o = initialValue();
values.put(curThread, o);
}
return o;
}

public void set(Object newValue)
{
values.put(Thread.currentThread(), newValue);
}

public Object initialValue()
{
return null;
}
}

?

當(dāng)然，這并不是一個(gè)工業(yè)強(qiáng)度的實(shí)現(xiàn)，但JDK中的ThreadLocal的實(shí)現(xiàn)總體思路也類似于此。

ThreadLocal的使用

如果希望線程局部變量初始化其它值，那么需要自己實(shí)現(xiàn)ThreadLocal的子類并重寫該方法，通常使用一個(gè)內(nèi)部匿名類對ThreadLocal進(jìn)行子類化，比如下面的例子，SerialNum類為每一個(gè)類分配一個(gè)序號(hào)

public class SerialNum
{
// The next serial number to be assigned

private static int nextSerialNum = 0;

private static ThreadLocal serialNum = new ThreadLocal()
{
protected synchronized Object initialValue()
{
return new Integer(nextSerialNum++);
}
};

public static int get()
{
return ((Integer) (serialNum.get())).intValue();
}

}

?

SerialNum類的使用將非常地簡單，因?yàn)間et()方法是static的，所以在需要獲取當(dāng)前線程的序號(hào)時(shí)，簡單地調(diào)用：

int serial = SerialNum.get();

即可。

在線程是活動(dòng)的并且ThreadLocal對象是可訪問的時(shí)，該線程就持有一個(gè)到該線程局部變量副本的隱含引用，當(dāng)該線程運(yùn)行結(jié)束后，該線程擁有的所以線程局部變量的副本都將失效，并等待垃圾收集器收集。

ThreadLocal與其它同步機(jī)制的比較

ThreadLocal和其它同步機(jī)制相比有什么優(yōu)勢呢？ThreadLocal和其它所有的同步機(jī)制都是為了解決多線程中的對同一變量的訪問沖突，在普通的同步機(jī)制中，是通過對象加鎖來實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程對同一變量的安全訪問的。這時(shí)該變量是多個(gè)線程共享的，使用這種同步機(jī)制需要很細(xì)致地分析在什么時(shí)候?qū)ψ兞窟M(jìn)行讀寫，什么時(shí)候需要鎖定某個(gè)對象，什么時(shí)候釋放該對象的鎖等等很多。所有這些都是因?yàn)槎鄠€(gè)線程共享了資源造成的。ThreadLocal就從另一個(gè)角度來解決多線程的并發(fā)訪問，ThreadLocal會(huì)為每一個(gè)線程維護(hù)一個(gè)和該線程綁定的變量的副本，從而隔離了多個(gè)線程的數(shù)據(jù)，每一個(gè)線程都擁有自己的變量副本，從而也就沒有必要對該變量