线程封闭

当访问共享变量时，往往需要加锁来保证数据同步。一种避免使用同步的方式就是不共享数据。如果仅在单线程中访问数据，就不需要同步了，这种技术称为线程封闭。

线程封闭技术有一个常见的应用，JDBC的Connection对象。Connection对象在实现的时候并没有对线程安全做太多的处理，JDBC的规范里也没有要求Connection对象必须是线程安全的。实际在服务器应用程序中，线程从连接池获取了一个Connection对象，使用完再把Connection对象返回给连接池，由于大多数请求都是由单线程采用同步的方式来处理的，并且在Connection对象返回之前，连接池不会将它分配给其他线程。因此这种连接管理模式处理请求时隐含的将Connection对象封闭在线程里面，这样我们使用的Connection对象虽然本身不是线程安全的，但是它通过线程封闭也做到了线程安全。

实现线程封闭，一般有三种方法：Ad-hoc 线程封闭、堆栈封闭、ThreadLocal线程封闭。

ThreadLocal

ThreadLocal 是JDK 包提供的，它提供了线程本地变量，也就是如果你创建了一个ThreadLocal 变量，那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的一个本地副本。当多个线程操作这个变量时，实际操作的是自己本地内存里面的变量，从而避免了线程安全问题。创建一个ThreadLocal 变量后，每个线程都会复制一个变量到自己的本地内存中。

//   一个简单ThreadLocal示例
    static ThreadLocal<String> localVal=new ThreadLocal<>();
    public static void main(String[] args) {
        localVal.set("main THREAD");
        new Thread(()->{
            System.out.println(localVal.get());
            localVal.set("THREAD 1");
            System.out.println(localVal.get());
        }).start();

        new Thread(()->{
            localVal.set("THREAD 2");
            System.out.println(localVal.get());
        }).start();
        
        localVal.remove();
    }

实现原理

Thread 类中有一个threadLocals 和一个inheritableThreadLocals ，它们都是ThreadLocalMap 类型的变量，而ThreadLocalMap 是一个定制化的Hashmap 。其实每个线程的本地变量不是存放在ThreadLocal 实例里面，而是存放在调用线程的threadLocals 变量里面。也就是说， ThreadLocal 类型的本地变量存放在具体的线程内存空间中。而ThreadLocal 就是一个工具壳类，它通过set 方法把value 值放入调用线程的threadLocals 里面并存放起来，当调用线程调用它的get 方法时，再从当前线程的threadLocals 变量里面将其拿出来使用。

ThreadLocal工具类的set方法：

public void set(T value) {
    //获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //获取线程对应的ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
    // 将this作为key,写入ThreadLocalMap 
    map.set(this, value);
    else
    createMap(t, value);
}

ThreadLocal工具类的get方法：

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

其他

内存泄露与预防：每个线程的本地变量存放在线程自己的内存变量threadLocals 中，如果当前线程一直不消亡，那么这些本地变量会一直存在，所以可能会造成内存溢出，因此使用完毕后要记得调用ThreadLocal 的remove 方法删除对应线程的threadLocals 中的本地变量。
InheritableThreadLocal：InheritableThreadLocal继承自ThreadLocal ，其提供了一个特性，就是让子线程可以访问在父线程中设置的本地变量。它的实现原理是当父线程创建子线程时，构造函数会把父线程中inheritableThreadLocals 变量里面的本地变量复制一份保存到子线程的inheritableThreadLocals 变量里面。

冰冻橘子的自留地

线程封闭的常用策略--ThreadLocal

线程封闭

ThreadLocal

实现原理

其他