java線程封閉的方法是什么

本篇內(nèi)容主要講解“java線程封閉的方法是什么”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“java線程封閉的方法是什么”吧!

線程封閉的概念

訪問(wèn)共享變量時(shí)，通常要使用同步，所以避免使用同步的方法就是減少共享數(shù)據(jù)的使用，這種技術(shù)就是線程封閉。

實(shí)現(xiàn)線程封閉的方法

1：ad-hoc線程封閉

這是完全靠實(shí)現(xiàn)者控制的線程封閉，他的線程封閉完全靠實(shí)現(xiàn)者實(shí)現(xiàn)。也是最糟糕的一種線程封閉。所以我們直接把他忽略掉吧。

2：棧封閉

棧封閉是我們編程當(dāng)中遇到的最多的線程封閉。什么是棧封閉呢？簡(jiǎn)單的說(shuō)就是局部變量。多個(gè)線程訪問(wèn)一個(gè)方法，此方法中的局部變量都會(huì)被拷貝一分兒到線程棧中。所以局部變量是不被多個(gè)線程所共享的，也就不會(huì)出現(xiàn)并發(fā)問(wèn)題。所以能用局部變量就別用全局的變量，全局變量容易引起并發(fā)問(wèn)題。

3：ThreadLocal封閉

使用ThreadLocal是實(shí)現(xiàn)線程封閉的最好方法，有興趣的朋友可以研究一下ThreadLocal的源碼，其實(shí)我們可以理解ThreadLocal內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)Map，Map的key是每個(gè)線程的名稱，而Map的值就是我們要封閉的對(duì)象。每個(gè)線程中的對(duì)象都對(duì)應(yīng)著Map中一個(gè)值，也就是ThreadLocal利用Map實(shí)現(xiàn)了對(duì)象的線程封閉。

線程封閉詳解

線程封閉：當(dāng)訪問(wèn)共享的可變數(shù)據(jù)時(shí)，通常需要同步。一種避免同步的方式就是不共享數(shù)據(jù)。如果僅在單線程內(nèi)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，就不需要同步，這種技術(shù)稱為線程封閉（thread confinement）

線程封閉技術(shù)一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用就是JDBC的Connection對(duì)象，JDBC規(guī)范并沒(méi)有要求Connection對(duì)象必須是線程安全的，在服務(wù)器應(yīng)用程序中，線程從連接池獲取一個(gè)Connection對(duì)象，使用完之后將對(duì)象返還給連接池。下面介紹幾種線程封閉技術(shù)：

1、Ad-hoc線程封閉

Ad-hoc線程封閉是指，維護(hù)線程的封閉性的職責(zé)完全由程序?qū)崿F(xiàn)承擔(dān)，是非常脆弱的，因此在程序中盡量少使用，一般使用更強(qiáng)的線程封閉技術(shù)，比如棧封閉或者ThreadLocal類。

2、棧封閉　　

棧封閉是線程封閉的一種特列，在棧封閉中，只能通過(guò)局部變量才能訪問(wèn)對(duì)象。局部變量的固有屬性之一就是封閉在執(zhí)行棧中，其他線程無(wú)法訪問(wèn)這個(gè)棧，棧封閉也稱為線程內(nèi)部使用或者線程局部使用。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是局部變量。多個(gè)線程訪問(wèn)一個(gè)方法，此方法中的局部變量都會(huì)被拷貝一分兒到線程棧中。所以局部變量是不被多個(gè)線程所共享的，也就不會(huì)出現(xiàn)并發(fā)問(wèn)題。所以能用局部變量就別用全局的變量，全局變量容易引起并發(fā)問(wèn)題。

比如下面的例子：

public int loadTheArk(Collection<Animal> candidates) {     SortedSet<Animal> animals;     int numPairs = 0;     Animal candidate = null;          //animals被封裝在方法中，不要使它們溢出     animals = new TreeSet<Animal>(new SpeciesGenderComparator());     animals.addAll(candidates);     for(Animal a:animals){       if(candidate==null || !candidate.isPotentialMate(a)){         candidate = a;       }else{         ark.load(new AnimalPair(candidate,a));         ++numPairs;         candidate = null;       }     }     return numPairs; ｝

在loadTheArk中實(shí)例化一個(gè)TreeSet對(duì)象，并將該對(duì)象的一個(gè)引用保存到animals中。此時(shí)，只有一個(gè)引用指向集合animals，這個(gè)引用被封閉到局部變量中，因此也被封閉到局部變量中。然而，如果發(fā)布了對(duì)集合animals（或者該對(duì)象中的任何內(nèi)部數(shù)據(jù)）的引用，那么封閉性將被破壞，并導(dǎo)致對(duì)象animals的逸出。

3、ThreadLocal類

維持線程封閉性的一種更加規(guī)范方法是使用ThreadLocal類，這個(gè)類能使線程中某個(gè)值與保存值的對(duì)象關(guān)聯(lián)起來(lái)。ThreadLocal類提供了get和set等訪問(wèn)接口或者方法，這些方法為每個(gè)使用該變量的線程都存在一份獨(dú)立的副本，因此get總是放回當(dāng)前執(zhí)行線程在調(diào)用set設(shè)置的最新值?？匆幌孪旅娲a例子：

public class ConnectionManager {    private static ThreadLocal<Connection> connectionHolder = new ThreadLocal<Connection>() {     public Connection initialValue() {       Connection conn = null;       try {         conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "username", "password");       } catch (SQLException e) {         e.printStackTrace();       }       return conn;     }   };    public static Connection getConnection() {     return connectionHolder.get();   }    public static void setConnection(Connection conn) {     connectionHolder.set(conn);   } }

通過(guò)調(diào)用ConnectionManager.getConnection()方法，每個(gè)線程獲取到的，都是自己獨(dú)立擁有的一個(gè)的Connection對(duì)象副本，第一次獲取時(shí)，是通過(guò)initialValue()方法的返回值來(lái)設(shè)置值的。通過(guò)ConnectionManager.setConnection(Connection conn)方法設(shè)置的Connection對(duì)象，也只會(huì)和當(dāng)前線程綁定。這樣就實(shí)現(xiàn)了Connection對(duì)象在多個(gè)線程中的完全隔離。在Spring容器中管理多線程環(huán)境下的Connection對(duì)象時(shí)，采用的思路和以上代碼非常相似。

每個(gè)線程是怎么和Connection對(duì)象副本綁定的？這個(gè)對(duì)象副本保存在哪里。當(dāng)某個(gè)線程初次調(diào)用ThreadLocal類的get方法時(shí)，就會(huì)調(diào)用initialValue來(lái)獲取初始值，從概念上看，我們可以將ThreadLocal<T>視為包含了Map<thread, T>對(duì)象，其中保存了特定于該線程的值，但是ThreadLocal的實(shí)現(xiàn)并非如此，這樣只是為了我們方便理解而已。

下面我們來(lái)分析一下ThreadLocal類的源碼。ThreadLocal類的方法很簡(jiǎn)單，只有四個(gè),分別為set，get，remove, initialValue,從字面上我們也能理解這些方法的作用。

public T get()：返回當(dāng)前線程所對(duì)應(yīng)的局部變量。

public void set(T arg0)：設(shè)置當(dāng)前線程局部變量的值?！　?/p>

public void remove()：將當(dāng)前線程局部變量的值刪除，目的是為了減少內(nèi)存的占用，該方法是JDK 5.0新增的方法。注意，當(dāng)線程結(jié)束后，對(duì)應(yīng)該線程的局部變量將自動(dòng)被垃圾回收，所以顯式調(diào)用該方法清除線程的局部變量并不是必須的操作，但它可以加快內(nèi)存回收的速度。

protected T initialValue()： 對(duì)當(dāng)線程局部變量進(jìn)行初始化，并返回該初始值。是protected 屬性，顯然是讓子類進(jìn)行對(duì)其覆蓋重寫(xiě)的，只有第一次調(diào)用set和get方法時(shí)才調(diào)用?！　?/p>

下面我們對(duì)這四個(gè)方法的源碼進(jìn)行分析，看看ThreadLocal類是如何實(shí)現(xiàn)這種“為每個(gè)線程提供不同的變量拷貝”。

3.1 set方法

以下是set方法的源碼

public void set(T arg0) {    Thread arg1 = Thread.currentThread();    ThreadLocal.ThreadLocalMap arg2 = this.getMap(arg1);    if (arg2 != null) {      arg2.set(this, arg0);    } else {      this.createMap(arg1, arg0);    }  }

從set方法中可以看到，首先獲取當(dāng)前線程：Thread arg1 = Thread.currentThread();

再獲取當(dāng)前線程的ThreadLocalMap：ThreadLocal.ThreadLocalMap arg2 = this.getMap(arg1);

判斷ThreadLocalMap是否為空，不為空，則以鍵值對(duì)的形式設(shè)置值，key為this,value就是局部變量的副本，this是當(dāng)前線程持有的ThreadLocal類實(shí)例化對(duì)象。

假如為空，則通過(guò)createMap方法創(chuàng)建。

我們看下getMap和createMap方法的源碼：

ThreadLocal.ThreadLocalMap getMap(Thread arg0) {    return arg0.threadLocals;}void createMap(Thread arg0, T arg1) {    arg0.threadLocals = new ThreadLocal.ThreadLocalMap(this, arg1);  }

從代碼上已經(jīng)寫(xiě)的非常清楚，每個(gè)線程都有自己的局部變量的副本，該副本是存在ThreadLocalMap 中，其中鍵值就是ThreadLocal類實(shí)例化對(duì)象。也就是說(shuō)每個(gè)線程都擁有自己的ThreadLocalMap，ThreadLocalMap保存的就是局部變量副本。我們看一下java.lang.Thread源碼。

private static int threadInitNumber;ThreadLocalMap threadLocals = null;ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

3.2 get方法

public T get() {    Thread arg0 = Thread.currentThread();    ThreadLocal.ThreadLocalMap arg1 = this.getMap(arg0);    if (arg1 != null) {      ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry arg2 = arg1.getEntry(this);      if (arg2 != null) {        Object arg3 = arg2.value;        return arg3;      }    }    return this.setInitialValue();}

從代碼上看，前兩步和set方法是一個(gè)樣的，分別獲取當(dāng)前線程和當(dāng)前線程的ThreadLocalMap，第三步判斷ThreadLocalMap是否為空，不為空根據(jù)this鍵值獲取value，為空調(diào)用setInitialValue()方法。

以下是setInitialValue方法代碼：

private T setInitialValue() {    Object arg0 = this.initialValue();    Thread arg1 = Thread.currentThread();    ThreadLocal.ThreadLocalMap arg2 = this.getMap(arg1);    if (arg2 != null) {      arg2.set(this, arg0);    } else {      this.createMap(arg1, arg0);    }    return arg0;}

在setInitialValue里調(diào)用了initialValue()方法，也就是子類要重寫(xiě)覆蓋的方法，對(duì)應(yīng)上面的例子的代碼是：

protected Connection initialValue() {       Connection conn = null;       try {         conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "username", "password");       } catch (SQLException e) {         e.printStackTrace();       }       return conn; }

然后獲取當(dāng)前線程和當(dāng)前線程的ThreadLocalMap，ThreadLocalMap為空則調(diào)用createMap，否則調(diào)用set方法。

到此，相信大家對(duì)“java線程封閉的方法是什么”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！