并发与同步 (一) ThreadLocal与Synchronized 用哪一个好

时间:2021-03-23 21:33:37
  1. ThreadLocal是什么?
    1. 历史
      1. 早在JDK 1.2的版本中就提供java.lang.ThreadLocal,ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。
    1. 定义
      1. ThreadLocal很容易让人望文生义,想当然地认为是一个“本地线程”。其实,ThreadLocal并不是一个Thread,而是Thread的局部变量,也许把它命名为ThreadLocalVariable更容易让人理解一些。
        1. 我们可以这样理解:把一个线程比喻为一个类,ThreadLocal即是这个类中的成员变量,类中的多个方法可以调用。
    1. 当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。
      1. 这里的副本不是什么引用或者啥的,而是new出来的一个新对象,每个线程只维护自己的对象。
      1. 解决了两类问题
        1. 线程间通信
          1. 线程并发问题
        1. 一个线程内部通信
          1. 例如:封装Connection
  1. ThreadLocal与Synchronized区别
    1. 相同
      1. ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢?ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。
    1. 不同点
      1. 在同步机制中,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。
      2. 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。
      3. 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。
        1. 下面例子中我们把Connection对象放入ThreadLocal中,我们的评教系统中也这样进行封装,可以确保一个线程中唯一实例,这样方便了事务调用。
  1. ThreadLocal泛型
    1. 由于ThreadLocal中可以持有任何类型的对象,低版本JDK所提供的get()返回的是Object对象,需要强制类型转换。但JDK 5.0通过泛型很好的解决了这个问题,在一定程度地简化ThreadLocal的使用,代码清单 9 2就使用了JDK 5.0新的ThreadLocal<T>版本。
  1. 本质区别
    1. 概括起来说,对于多线程资源共享的问题,同步机制采用了“以时间换空间”的方式,而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量,让不同的线程排队访问,而后者为每一个线程都提供了一份变量,因此可以同时访问而互不影响。
      1. 以时间换空间
        1. 即枷锁方式,某个区域代码或变量只有一份节省了内存,但是会形成很多线程等待现象,因此浪费了时间而节省了空间。
      1. 空间换时间
        1. 为每一个线程提供一份变量,多开销一些内存,但是呢线程不用等待,可以一起执行而相互之间没有影响。
      1. 这是两种不同的思路,值得借鉴和学习。
  1. 实例应用
    1. ThreadLocal封装Connection对象,如下代码
    1. 代码
      1. package com.bjpowernode.drp.util;
        
        import java.net.ConnectException;
        import java.sql.Connection;
        import java.sql.DriverManager;
        import java.sql.ResultSet;
        import java.sql.SQLException;
        import java.sql.Statement; import com.sun.org.apache.bcel.internal.generic.NEW; /**
        * 采用ThreadLocal封装Connection,可以防止线程安全
        * @author LLS
        *
        */
        public class ConnectionManager { private static ThreadLocal<Connection> connectionHolder=new ThreadLocal<Connection>(); /**
        * 得到Connection
        * @return
        */
        public static Connection getConnection()
        {
        //如果再当前线程中已经绑定相应的Connection则取出来
        Connection conn=connectionHolder.get();
        //如果没有绑定
        if (conn==null) { try{
        JdbcConfig jdbcConfig=xmlConfigReader.getInstance().getJdbcConfig();
        Class.forName(jdbcConfig.getDriverName());
        conn=DriverManager.getConnection(jdbcConfig.getUrlName(), jdbcConfig.getUserName(), jdbcConfig.getPasswordName());
        //将Connection设置到变量ThreadLocal中
        connectionHolder.set(conn); }catch(ClassNotFoundException e){ e.printStackTrace();
        throw new ApplicationException("系统错误,请联系管理员!");
        } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
        throw new ApplicationException("系统错误,请联系管理员!"); }
        }
        return conn;
        } public static void close(Statement pstmt)
        {
        if(pstmt !=null)
        {
        try {
        pstmt.close();
        } catch (SQLException e) { e.printStackTrace();
        }
        }
        }
        /**
        * 关闭结果集
        * @param rs
        */
        public static void close(ResultSet rs)
        {
        if(rs!=null)
        {
        try {
        rs.close();
        } catch (SQLException e) { e.printStackTrace();
        }
        }
        }
        /**
        * 关闭连接
        */
        public static void closeConnection()
        {
        Connection conn=connectionHolder.get();
        if (conn!=null) {
        try {
        conn.close();
        //从集合ThreadLocal中清除掉
        connectionHolder.remove();
        } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
        }
        }
        }
        /**
        * 开启事务
        * @param conn
        */
        public static void beginTransation(Connection conn)
        {
        try { if(conn!=null)
        {
        if(conn.getAutoCommit())
        {
        conn.setAutoCommit(false);
        }
        }
        } catch (Exception e) {
        }
        }
        /**
        * 提交事务
        * @param conn
        */
        public static void commitTransation(Connection conn)
        {
        try { if(conn!=null)
        {
        if(!conn.getAutoCommit())
        {
        conn.commit();
        }
        }
        } catch (Exception e) {
        }
        }
        /**
        * 回滚事务
        * @param conn
        */
        public static void rollbackTransation(Connection conn)
        {
        try {
        if(conn!=null)
        {
        if(!conn.getAutoCommit())
        {
        conn.rollback();
        }
        }
        } catch (Exception e) {
        }
        }
        /**
        * 重启事务
        * @param conn
        */
        public static void resetTransation(Connection conn)
        {
        try {
        if(conn!=null)
        {
        if(conn.getAutoCommit())
        {
        conn.setAutoCommit(false);
        }else
        {
        conn.setAutoCommit(true);
        }
        }
        } catch (Exception e) {
        }
        } }
    1. 这样确保了在同一个线程内始终是一个Connection对象,操作事务的前提,在DAO层可以直接从ConnectionManager对象里取出Connection,省去了在方法参数里传递,提高了方法的通用性。
    2. 至于什么时候用哪一种思路,还需要具体情况具体分析,并没有一个同一个做法,如果你内存足够大可以用“空间换时间法”倘若内存本来就很小,当然没必要用这种,要不系统都跑不起来。