Java 并发编程之ThreadLocal详解及实例

Java 并发编程之ThreadLocal详解及实例攻略

什么是 ThreadLocal

ThreadLocal 是 Java 并发包中的一个小工具，它允许我们创建本地线程变量。通俗点说，就是为每个线程创建一个自身独有的变量，每个线程只能访问自己独有的变量，而对于其他线程的变量是无法访问的。可以随时设置或获取本地线程变量的值，每个线程的操作都是相互独立的。

在实际应用中，我们经常需要保证线程安全。通过使用 ThreadLocal，我们就能够解决多线程下共享变量的问题。

如何使用 ThreadLocal

使用 ThreadLocal 可以分为以下 3 步：

1. 定义一个 ThreadLocal 变量及其初始化值
2. 获取或设置当前线程对应的变量值
3. 在不需要使用当前线程本地变量时，需要调用 remove() 方法

ThreadLocal 代码示例

下面是一个基本的示例，展示了如何使用 ThreadLocal 来跟踪每个线程的唯一 ID：

public class UniqueThreadIdGenerator {

    private static final AtomicInteger uniqueId = 
        new AtomicInteger(0);

    private static final ThreadLocal<Integer> threadLocalId = 
        new ThreadLocal<Integer>() {
            @Override
            protected Integer initialValue() {
                return uniqueId.getAndIncrement();
            }
        };

    public static int getCurrentThreadId() {
        return threadLocalId.get();
    }
}

上面的代码展示了如何在不同的线程中跟踪 ID，同时避免了共享变量的问题。每个线程都会有独立的 ID，它们是由 uniqueId 变量和 ThreadLocal 实例生成的。

ThreadLocal 实例应用

下面是一个更高级的示例，展示了如何使用 ThreadLocal 在 Spring MVC 中存储和管理用户请求信息。在这个示例中，我们使用 ThreadLocal 存储用户请求信息，从而能够在后续的请求中快速访问和处理用户请求。

定义 ThreadLocal

public class RequestContext {

    private static final ThreadLocal<Map<String, Object>> requestAttributes = new ThreadLocal<>();

    public static void setRequestAttributes(Map<String, Object> attributes) {
        requestAttributes.set(attributes);
    }

    public static Map<String, Object> getRequestAttributes() {
        return requestAttributes.get();
    }

    public static void clear() {
        requestAttributes.remove();
    }
}

存储用户请求信息

public class RequestInterceptor implements HandlerInterceptor {

    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {

        Map<String, Object> attributes = new HashMap<>();
        // 获取请求对象
        attributes.put("request", request);
        // 获取请求的IP地址
        attributes.put("ipAddress", request.getRemoteAddr());
        // 获取请求的URL地址
        attributes.put("url", request.getRequestURL().toString());

        // 将请求信息存入 ThreadLocal 中
        RequestContext.setRequestAttributes(attributes);

        return true;
    }
}

访问用户请求信息

public class AccessUtil {

    public static String getRequestIpAddress() {
        Map<String, Object> attributes = RequestContext.getRequestAttributes();
        if (attributes != null) {
            return String.valueOf(attributes.get("ipAddress"));
        }
        return "";
    }

    public static String getRequestUrl() {
        Map<String, Object> attributes = RequestContext.getRequestAttributes();
        if (attributes != null) {
            return String.valueOf(attributes.get("url"));
        }
        return "";
    }

    public static HttpServletRequest getRequest() {
        Map<String, Object> attributes = RequestContext.getRequestAttributes();
        if (attributes != null) {
            return (HttpServletRequest) attributes.get("request");
        }
        return null;
    }

}

在示例中，我们定义了一个 RequestContext 类，用于存储用户请求信息。在 RequestInterceptor 中，将请求信息存入 RequestContext 实例中。而在 AccessUtil 中，我们定义了一些方法来访问并获取存储在 RequestContext 中的用户请求信息。

这是一个典型的使用 ThreadLocal 的场景，每个线程都有自己独立的请求信息，而彼此之间是相互独立的。这样我们就能够实现在多线程的情况下，提高系统的性能和请求处理速度。

总结

ThreadLocal 是 Java 并发包中的一种机制，它允许我们创建本地线程变量，从而避免了多线程下共享变量的问题，提高了系统的性能和请求处理速度。

在实际应用中，我们可以使用 ThreadLocal 来存储和管理用户请求信息，并通过常规的访问方法获取到请求信息。在使用 ThreadLocal 时，需要注意每个线程独立的数据和状态，避免出现共享数据导致多线程安全问题的情况。