线程管理(九)使用本地线程变量

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第一章, 作者: Javier Fernández González 译者:郑玉婷 校对:方腾飞

使用本地线程变量

并发应用的一个关键地方就是共享数据。这个对那些扩展Thread类或者实现Runnable接口的对象特别重要。

如果你创建一个类对象,实现Runnable接口,然后多个Thread对象使用同样的Runnable对象,全部的线程都共享同样的属性。这意味着,如果你在一个线程里改变一个属性,全部的线程都会受到这个改变的影响。

有时,你希望程序里的各个线程的属性不会被共享。 Java 并发 API提供了一个很清楚的机制叫本地线程变量。

在这个指南中, 我们将开发一个程序,这个程序用来描述在第一段话里的问题,和另一个程序使用本地线程变量机制解决这个问题。

准备

指南中的例子是使用Eclipse IDE 来实现的。如果你使用Eclipse 或者其他的IDE,例如NetBeans, 打开并创建一个新的java项目。

怎么做呢

按照这些步骤来实现下面的例子:

1.   首先,我们来实现一个程序含有上述的问题。

创建一个类名为 UnsafeTask 并实现 Runnable 接口。 声明一个 private java.util.Date 属性.

1 public class UnsafeTask implements Runnable{
2 private Date startDate;

2. 实现UnsafeTask 对象的run() 方法,此方法会初始 startDate 属性, 把值写入控制台,随机休眠一段时间,最后在写入startDate 属性。

01@Override
02 public void run() {
03 startDate=new Date();
04 System.out.printf("Starting Thread: %s : %s\n",Thread. currentThread().getId(),startDate);
05 try {
06 TimeUnit.SECONDS.sleep( (int)Math.rint(Math.random()*10));
07 catch (InterruptedException e) {
08e.printStackTrace();
09}
10 System.out.printf("Thread Finished: %s : %s\n",Thread. currentThread().getId(),startDate);
11}

3.   现在,来实现这个有问题例子的主类。创建一个 Main  类和 main() 方法. 此方法会创建一个 UnsafeTask 类的对象,并开始3个线程使用这个对象,每个线程间休眠2秒。

01 public class Core {
02 public static void main(String[] args) {
03 UnsafeTask task=new UnsafeTask();
04  for (int i=0; i<10; i++){
05 Thread thread=new Thread(task);
06thread.start();
07 try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
08 catch (InterruptedException e) {
09e.printStackTrace();
10}
11}
12}
13}

4.   在以下的裁图,你可以发现这个程序的执行结果。每个线程有着不同的开始时间,但是全部都有相同的结束时间。

5.   如在之前提到的, 我们会使用本地线程变量机制来解决这个问题。

6.   创建一个类名为 SafeTask a一定实现 Runnable 接口。

1 public class SafeTask implements Runnable {

7.   声明 ThreadLocal<Date> 类对象。此对象有隐含实现了 initialValue()方法. 此方法会返回真实日期。

1 private static ThreadLocal<Date> startDate= new ThreadLocal<Date>() {
2 protected Date initialValue(){
3 return new Date();
4}
5};

8.   实现run()方法。它和 UnsafeClass的run() 方法功能一样,只是改变了属性的访问方式。

01@Override
02 public void run() {
03   System.out.printf("Starting Thread: %s : %s\n",Thread.currentThread().getId(),startDate.get());
04 try {
05   TimeUnit.SECONDS.sleep((int)Math.rint(Math.random()*10));
06 catch (InterruptedException e) {
07e.printStackTrace();
08}
09 System.out.printf("Thread Finished: %s : %s\n",Thread.currentThread().getId(),startDate.get());
10}

9.    这个例子的主类跟不安全例子一样,把名字改成 Runnable 类。

10. 运行例子并分析不同处。

它是怎么工作的

在下面的截图里,你可以看到线程安全模式下程序运行的结果。现在3个 Thread 对象都有他们自己的startDate 属性值。看下图:

本地线程变量为每个使用这些变量的线程储存属性值。可以用 get() 方法读取值和使用 set() 方法改变值。 如果第一次你访问本地线程变量的值,如果没有值给当前的线程对象,那么本地线程变量会调用 initialValue() 方法来设置值给线程并返回初始值。

更多

本地线程类还提供 remove() 方法,删除存储在线程本地变量里的值。

Java 并发 API 包括 InheritableThreadLocal 类提供线程创建线程的值的遗传性 。如果线程A有一个本地线程变量,然后它创建了另一个线程B,那么线程B将有与A相同的本地线程变量值。 你可以覆盖 childValue() 方法来初始子线程的本地线程变量的值。 它接收父线程的本地线程变量作为参数。

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