深入理解Threadlocal

　　SUN公司早在JDK1.2的时候就为我们提供了java.lang.ThreadLocal,低版本的JDK所提供的get()返回的是Object对象，需要强制类型转换，使用起来不方便，而在JDK1.5引入了泛型，在一定程度地简化ThreadLocal的使用。

　　我们知道在spring容器中获取实例的时候都是默认单例模式，这在多线程开发的时候是尤其要注意的地方，下面先简单总结一下在开发中都有哪些情况需要考虑线程安全问题。

　　1）常量始终是线程安全的，它的值在初始化之后不可以改变，所以只存在读操作。
　　2）每次调用方法前都新建一个实例是线程安全的，因为不会访问共享的资源。
　　3）局部变量是线程安全的。因为每执行一个方法，都会在独立的栈空间创建局部变量，它不是共享的资源。局部变量包括方法的参数变量和方法内变量。
　　4）无状态的bean是线程安全的，所谓无状态就是一次操作，不能保存数据。无状态对象(Stateless Bean)，就是没有实例变量的对象，不能保存数据，是不变类，是线程安全的。无状态的Bean适合用不变模式，技术就是单例模式，这样可以共享实例，提高性能。

　　5）有状态的Bean，多线程环境下不安全。所谓有状态就是有数据存储功能，有状态对象(Stateful Bean)，就是有实例变量的对象，可以保存数据，是非线程安全的。有状态的bean适合用Prototype原型模式。Prototype: 每次对bean的请求都会创建一个新的bean实例。

　　6）静态变量在多线程环境下不安全。

　　总的来说，线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则就可能影响线程安全。Struts2默认的实现是Prototype模式。也就是每个请求都新生成一个bean实例，所以不存在线程安全问题。需要注意的是，如果由Spring管理bean的生命周期， scope要配成prototype作用域，同时在每次获取bean时都要从上下文对象中去取，而不仅仅是在配置文件中将scope配置成prototype。

　　通常来讲当我们遇到线程安全问题，第一反应就是采用同步机制synchronize，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量，这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。在Spring中，绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。就是因为Spring对一些Bean（如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等）中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理，让它们也成为线程安全的状态，因为有状态的Bean就可以在多线程中共享了。

　　下面让我们打开源码，看一下ThreadLocal是怎样实现多线程环境下变量共享，首先看ThreadLocal接口：

　　它主要有下4个方法，void set(Object value)设置当前线程的线程局部变量的值；public Object get()该方法返回当前线程所对应的线程局部变量；public void remove()将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度；protected Object initialValue()返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。

　　我们仔细来看其set方法的实现，获取当前线程，根据线程获取一个ThreadLocalMap（ThreadLocal的一个静态内部类）对象。如果存在，则set进去一组值，key就是当前的ThreadLocal对象，value就是当前线程下该变量副本的值；如果不存在则创建一个ThreadLocalMap对象，我们点开creatMap方法发现，它会创建一个新的ThreadLocalMap对象，并且把当前ThreadLocal对象作为key，把初始化的值作为value放进去，然后赋值给当前线程的threadLocals属性,它的类型是ThreadLocalMap。

　　由此我们可以得知每个线程都有一个ThreadLocalMap类型的属性threadLocals，它的初始值为null，当我们第一次在线程中调用ThreadLocal的set方法时，他会根据线程去找对应的ThreadLocalMap对象，此时对象为null，则创建一个新的ThreadLocalMap对象（初始key当前threadLocal对象，初始value当前threadLocal对象执行initialValue()方法后的值），并把它赋值给threadLocals，当第二次再调用ThreadLocal的set方法时则直接给当前线程的threadLocals属性里面的value值覆盖掉，因为key值始终不变，当第一次调用ThreadLocal的get方法时，首先获取当前线程，根据线程找到对应的ThreadLocalMap对象，然后根据当前的ThreadLocal对象去获取对应的value值。总的来说就是每个线程都有自己的ThreadLocalMap类型的一个属性，它是一个集合，里面的key类型为ThreadLocal，value就是各个ThreadLocal对象的变量副本的值，一个线程中有几个ThreadLocal类型的对象，那么这个线程的属性threadLocals就有几组值。