一、執行緒區域性變數ThreadLocal

ThreadLocal為變數在每個執行緒中都建立了一個副本，那麼每個執行緒可以訪問自己內部的副本變數。既然是隻有當前執行緒可以訪問的資料，自然是執行緒安全的。

主要方法:

initialValue()方法可以重寫，它預設是返回null。

下面來看一個例子：

public class ThreadLocalTest {
    private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    public static class ParseDate implements Runnable{
        int i = 0;
        public ParseDate(int i){this.i = i;}
        @Override
        public void run() {
            try{
                Date t = sdf.parse("2017-07-16 10:34:" + i % 60);
                System.out.println(i + ":" + t);
            }catch (ParseException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0;i<10;i++){
            es.execute(new ParseDate(i));
        }
        es.shutdown();
    }
}
 

因為SimpleDateFormat.parse方法並不是執行緒安全的，因此線上程池中共享這個物件必然導致錯誤。

一種可行的方法就是加鎖:

public class ThreadLocalTest {
    private static final SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    public static class ParseDate implements Runnable{
        int i = 0;
        public ParseDate(int i){this.i = i;}
        private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
        @Override
        public void run() {
            try{
                lock.lock();
                Date t = sdf.parse("2017-07-16 10:34:" + i % 60);
                System.out.println(i + ":" + t);
                lock.unlock();
            }catch (ParseException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0;i<10;i++){
            es.execute(new ParseDate(i));
        }
        es.shutdown();
    }
}
 

我們也可以用ThreadLocal為每一個執行緒都產生一個SimpleDateFormat物件例項：

public class ThreadLocalTest {
    static ThreadLocal<SimpleDateFormat> tl = new ThreadLocal<>();
    public static class ParseDate implements Runnable{
        int i = 0;
        public ParseDate(int i){this.i = i;}
        @Override
        public void run() {
            try{
                if(tl.get() == null){
                    tl.set(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
                }
                Date t = tl.get().parse("2017-07-16 10:34:" + i % 60);
                System.out.println(i + ":" + t);
            }catch (ParseException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0;i<10;i++){
            es.execute(new ParseDate(i));
        }
        es.shutdown();
    }
}
 

看到這裡可能你會問:上面這個例子，把ThreadLocal換成，直接在ParseDate中建立一個成員變數Private SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:dd”)不也可以達到同樣的效果。當然這樣效果跟ThreadLocal是一樣的，ThreadLocal只是提供了一個容器，容納這些需要在每個執行緒上都互不干擾的變數的副本。

二、ThreadLocal原始碼分析

下面我們來分析下ThreadLocal的原始碼，看看是怎麼保證這些物件只被當前執行緒所訪問。

首先我們要先了解ThreadLocal中的一個靜態內部類：ThreadLocalMap
ThreadLocalMap是一個類似HashMap的東西，更準確的說是WeakHashMap。
進一步檢視ThreadLocalMap的實現，可以看到它由一系列的Entry構成:

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
            Object value;


            Entry(ThreadLocal k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

主要看ThreadLocal的set()和get()方法。

首先我們要知道每個Thread例項都有一個ThreadLocalMap型別的成員變數:

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();   //拿到當前執行緒
        ThreadLocalMap map = getMap(t);   //拿到當前執行緒t的那個ThreadLocalMap型別的成員變數
        if (map != null)
            map.set(this, value); //map不為null，就把鍵為該threadLocal的entry的值設定為value        
        else
            createMap(t, value);//map為null，就為當前執行緒的那個成員變數new一個ThreadLocalMap並加入一個鍵為該threadLocal，值為value的Entry。
}

public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();  //拿到當前執行緒
        ThreadLocalMap map = getMap(t);  //拿到當前執行緒的那個ThreadLocalMap型別的成員變數
        if (map != null) {     
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);//map不為null，取出鍵為該threadLocal的Entry物件
            if (e != null)
                return (T)e.value; //存在這個Entry物件，就返回它的值
        }
        return setInitialValue();  //map為null，就為當前執行緒的那個成員變數new一個ThreadLocalMap並加入一個鍵為該threadLocal，值為初始值的Entry
    }

1、變數的副本是通過ThreadLocalMap來儲存，鍵為ThreadLocal例項(每個執行緒可以有多個ThreadLocal例項)，值為變數的值。

2、每個執行緒都有一個ThreadLocalMap型別的threadLocals 變數，實際也就儲存在這。

3、一般要在get()之前先set()，否則會丟擲空指標異常，除非重寫initialValue方法。