Java多线程 -- 07 线程相关类

导读目录
  • ThreadLocal类
  • Collections(包装不安全的集合)
1.ThreadLocal类

该类是Thread Local Variable(线程局部变量)的意思。ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路：如果一个资源会引起线程竞争，那就为每一个线程配备一个资源

其功能很简单，就是为一个使用该变量的线程都提供一个变量的副本，是每一个线程都可以独立的去改变自己的副本，而不会和其他线程的副本冲突。

通过该类可以简化多线程编程时的并发访问，它可以很简捷地隔离多线程程序的竞争资源

该类提供如下方法：
T get(); //返回此线程局部变量中当前线程副本中的值
void remove(); //删除此线程局部变量中当前线程副本中的值
void set(T value); //设置此线程局部变量中当前线程副本中的值

ThreadLocal和其他的同步机制一样，都是为了解决多线程中对同一变量的访问冲突，只是在前面讲的同步机制中，是采用对象加锁来实现多个线程对同一个变量的安全访问。系统并没有将份资源进行复制多分，只是采用了安全机制来控制对这份资源的访问而已。

ThreadLocal将需要被并发访问的资源复制多分，使每个线程都拥有一份资源(是资源的副本)，这样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，可以把不安全的整个变量封装进ThreadLocal，或者把该对象与线程相关的状态使用ThreadLocal保存、

//将Account对象封装进ThreadLocal中，注意体会
class Account {
    /* 定义一个ThreadLocal类型的变量，该变量将是一个线程局部变量
    每个线程都会保留该变量的一个副本 */
    private ThreadLocal<String> name = new ThreadLocal<String>();
    // 定义一个初始化name成员变量的构造器
    public Account(String str) {
        this.name.set(str);
        // 下面代码用于访问当前线程的name副本的值
        System.out.println("---" + this.name.get());
    }
    // name的setter和getter方法
    public String getName()
    {
        return name.get();
    }
    public void setName(String str)
    {
        this.name.set(str);
    }
}
class MyTest extends Thread
{
    // 定义一个Account类型的成员变量
    private Account account;
    public MyTest(Account account, String name)
    {
        super(name);
        this.account = account;
    }
    public void run()
    {
        // 循环10次
        for (int i = 0 ; i < 10 ; i++)
        {
            // 当i == 6时输出将账户名替换成当前线程名
            if (i == 6)
            {
                account.setName(getName());
            }
            // 输出同一个账户的账户名和循环变量
            System.out.println(account.getName()
                + " 账户的i值：" + i);
        }
    }
}
public class ThreadLocalTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // 启动两条线程，两条线程共享同一个Account
        Account at = new Account("初始名");
        /*
        虽然两条线程共享同一个账户，即只有一个账户名
        但由于账户名是ThreadLocal类型的，所以每条线程
        都完全拥有各自的账户名副本，所以从i == 6之后，将看到两条
        线程访问同一个账户时看到不同的账户名。
        */
        new MyTest(at , "线程甲").start();
        new MyTest(at , "线程乙").start ();
    }
}

运行结果：

---初始名
null 账户的i值：0
null 账户的i值：1
null 账户的i值：0
null 账户的i值：2
null 账户的i值：1
null 账户的i值：3
null 账户的i值：2
null 账户的i值：4
null 账户的i值：3
null 账户的i值：5
null 账户的i值：4
线程甲 账户的i值：6
null 账户的i值：5
线程甲 账户的i值：7
线程乙 账户的i值：6
线程甲 账户的i值：8
线程乙 账户的i值：7
线程乙 账户的i值：8
线程甲 账户的i值：9
线程乙 账户的i值：9

TreadLocal类为什么能做到为每个线程提供不同的变量拷贝？
其set(T value)方法的源码：

public void set(T value) {  
    Thread t = Thread.currentThread();  
    ThreadLocalMap map = getMap(t);  
    if (map != null)  
         map.set(this, value);  
    else  
        createMap(t, value);  
    }
}

线程隔离的秘密，就在于ThreadLocalMap这个类。ThreadLocalMap是ThreadLocal类的一个静态内部类，它实现了键值对的设置和获取(对比Map对象来理解)，每个线程中都有一个独立的ThreadLocalMap副本，它所存储的值，只能被当前线程读取和修改。ThreadLocal类通过操作每一个线程特有的ThreadLocalMap副本，从而实现了变量访问在不同线程中的隔离。

为了加深理解，我们接着看上面代码中出现的getMap和createMap方法的实现：

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {  
    return t.threadLocals;  
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {  
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);  
}

接下来再看一下ThreadLocal类中的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)  
            return (T)e.value;  
    }  
    return setInitialValue();  
}

获取当前线程绑定的值时，ThreadLocalMap对象是以this指向的ThreadLocal对象为键进行查找的，这当然和前面set()方法的代码是相呼应的。

详细见：
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920407.html

2.Collections(包装不安全的集合)

以其中一个方法为例来看看其内部是如何实现包装的？(即包装成安全类)

synchronizedSet方法，用于将不安全的Set集合包装成安全的集合

public static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s) {
    return new SynchronizedSet<>(s);
}

SynchronizedSet是Collections的一个内部类

static class SynchronizedSet<E>
      extends SynchronizedCollection<E>
      implements Set<E> {
    private static final long serialVersionUID = 487447009682186044L;

    SynchronizedSet(Set<E> s) {
        super(s);
    }
    SynchronizedSet(Set<E> s, Object mutex) {
        super(s, mutex);
    }

    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        synchronized (mutex) {return c.equals(o);}
    }
    public int hashCode() {
        synchronized (mutex) {return c.hashCode();}
    }
}

再看看其父类的SynchronizedCollection<E>的源码：

static class SynchronizedCollection<E> implements Collection<E>, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 3053995032091335093L;

    final Collection<E> c;  // Backing Collection
    final Object mutex;     // Object on which to synchronize

    SynchronizedCollection(Collection<E> c) {
        this.c = Objects.requireNonNull(c);//就是让这里的Collection指向传进来的Collection,这么写只是辨识了是否为null
        mutex = this;//同步监视器, 即当前对象
    }

    /*Objects的requireNonNull()方法
    public static <T> T requireNonNull(T obj) {
        if (obj == null)
            throw new NullPointerException();
        return obj;
    }

    */

    SynchronizedCollection(Collection<E> c, Object mutex) {
        this.c = Objects.requireNonNull(c);
        this.mutex = Objects.requireNonNull(mutex);
    }

    public int size() {
        synchronized (mutex) {return c.size();}
    }
    public boolean isEmpty() {
        synchronized (mutex) {return c.isEmpty();}
    }
    public boolean contains(Object o) {
        synchronized (mutex) {return c.contains(o);}
    }
    public Object[] toArray() {
        synchronized (mutex) {return c.toArray();}
    }
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        synchronized (mutex) {return c.toArray(a);}
    }

    public Iterator<E> iterator() {
        return c.iterator(); // Must be manually synched by user!
    }

    public boolean add(E e) {
        synchronized (mutex) {return c.add(e);}
    }
    public boolean remove(Object o) {
        synchronized (mutex) {return c.remove(o);}
    }

    public boolean containsAll(Collection<?> coll) {
        synchronized (mutex) {return c.containsAll(coll);}
    }
    public boolean addAll(Collection<? extends E> coll) {
        synchronized (mutex) {return c.addAll(coll);}
    }
    public boolean removeAll(Collection<?> coll) {
        synchronized (mutex) {return c.removeAll(coll);}
    }
    public boolean retainAll(Collection<?> coll) {
        synchronized (mutex) {return c.retainAll(coll);}
    }
    public void clear() {
        synchronized (mutex) {c.clear();}
    }
    public String toString() {
        synchronized (mutex) {return c.toString();}
    }
    // Override default methods in Collection
    @Override
    public void forEach(Consumer<? super E> consumer) {
        synchronized (mutex) {c.forEach(consumer);}
    }
    @Override
    public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) {
        synchronized (mutex) {return c.removeIf(filter);}
    }
    @Override
    public Spliterator<E> spliterator() {
        return c.spliterator(); // Must be manually synched by user!
    }
    @Override
    public Stream<E> stream() {
        return c.stream(); // Must be manually synched by user!
    }
    @Override
    public Stream<E> parallelStream() {
        return c.parallelStream(); // Must be manually synched by user!
    }
    private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
        synchronized (mutex) {s.defaultWriteObject();}
    }
}

很明显，原来Collection中的所有方法都被放入同步代码块中。同步监视器为当前对象

最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 195,719评论 5赞 462
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 82,337评论 2赞 373
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 142,887评论 0赞 324
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,488评论 1赞 266
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 61,313评论 4赞 357
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 46,284评论 1赞 273
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 36,672评论 3赞 386
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 35,346评论 0赞 254
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 39,644评论 1赞 293
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,700评论 2赞 312
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,457评论 1赞 326
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 32,316评论 3赞 313
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,706评论 3赞 299
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,990评论 0赞 19
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,261评论 1赞 251
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,648评论 2赞 342
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,859评论 2赞 335

推荐阅读更多精彩内容

  • Java后台面试 常见问题
    从三月份找实习到现在，面了一些公司，挂了不少，但最终还是拿到小米、百度、阿里、京东、新浪、CVTE、乐视家的研发岗...
    时芥蓝阅读 42,142评论 11赞 349
  • JAVA并发-自问自答学ThreadLocal
    前言 ThreadLocal很多同学都搞不懂是什么东西，可以用来干嘛。但面试时却又经常问到，所以这次我和大家一起学...
    liangzzz阅读 12,399评论 14赞 228
  • Java面试题整理
    Java SE 基础： 封装、继承、多态 封装： 概念：就是把对象的属性和操作（或服务）结合为一个独立的整体，并尽...
    Jayden_Cao阅读 2,081评论 0赞 8
  • Android Handler机制2之ThreadLocal
    Android Handler机制系列文章整体内容如下： Android Handler机制1之ThreadAnd...
    隔壁老李头阅读 7,588评论 4赞 30
  • 体验人生的乐趣
    在这世间，你会发现形形色色的人 ，他们千姿百态，三教九流。 每个人都在尽全力演绎自己，力求更上一层楼。 而，这基础...
    张家瑞阅读 373评论 0赞 0