java 中的ThreadLocal
1、基本概念
1.1 ThreadLocal类
Java并发API为使用ThreadLocal类的局部线程变量提供了一个简洁高效的机制，
public class ThreadLocal<T> extends Object {...}
这个类提供了一个局部线程变量。这些变量不同于其所对应的常规变量，对于常规变量，每个线程只能访问（通过get或set方法）其自身所拥有的，独立初始化变量拷贝。在一个类中，ThreadLocal类型的实例是典型的私有、静态（private static）字段，因为我们可以将其作为线程的关联状态（比如：用户ID或者事务ID）
这个类有以下方法：
- get()：返回当前线程拷贝的局部线程变量的值。
- initialValue()：返回当前线程赋予局部线程变量的初始值。
- remove()：移除当前线程赋予局部线程变量的值。
- set(T value)：为当前线程拷贝的局部线程变量设置一个特定的值。
1.2 怎样使用ThreadLocal？
下面的例子使用两个局部线程变量，即threadId和startDate。它们都遵循推荐的定义方法，即“private static”类型的字段。threadId用来区分当前正在运行的线程，startDate用来获取线程开启的时间。上面的信息将打印到控制台，以此验证每一个线程管理它自己的变量拷贝。
class DemoTask implements Runnable {
// Atomic integer containing the next thread ID to be assigned
private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);
// Thread local variable containing each thread's ID
private static final ThreadLocal<Integer> threadId =
new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return nextId.getAndIncrement();
}
};
// Returns the current thread's unique ID, assigning it if necessary
public int getThreadId() {
return threadId.get();
}
// Returns the current thread's starting timestamp
private static final ThreadLocal<Date> startDate =
new ThreadLocal<Date>() {
protected Date initialValue() {
return new Date();
}
};
@Override
public void run() {
System.out.printf("Starting Thread: %s : %sn", getThreadId(), startDate.get());
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep((int) Math.rint(Math.random() * 10));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.printf("Thread Finished: %s : %sn", getThreadId(), startDate.get());
}
}
现在要验证变量本质上能够维持其自身状态，而与多线程的多次初始化无关。我们首先需要创建执行这个任务的三个线程，然后开启线程，接着验证它们打印到控制台中的信息。
Starting Thread: 0 : Wed Dec 24 15:04:40 IST 2014
Thread Finished: 0 : Wed Dec 24 15:04:40 IST 2014
Starting Thread: 1 : Wed Dec 24 15:04:42 IST 2014
Thread Finished: 1 : Wed Dec 24 15:04:42 IST 2014
Starting Thread: 2 : Wed Dec 24 15:04:44 IST 2014
Thread Finished: 2 : Wed Dec 24 15:04:44 IST 2014
在上面的输出中，打印出的声明序列每次都在变化。我已经把它们放到了序列中，这样对于每一个线程实例，我们都可以清楚地辨别出，局部线程变量保持着安全状态，而绝不会混淆。自己尝试下！
局部线程通常使用在这样的情况下，当你有一些对象并不满足线程安全，但是你想避免在使用synchronized关键字、块时产生的同步访问，那么，让每个线程拥有它自己的对象实例。
注意：局部变量是同步或局部线程的一个好的替代，它总是能够保证线程安全。唯一可能限制你这样做的是你的应用设计约束。
警告：在webapp服务器上，可能会保持一个线程池，那么ThreadLocal变量会在响应客户端之前被移除，因为当前线程可能被下一个请求重复使用。而 且，如果在使用完毕后不进行清理，它所保持的任何一个对类的引用—这个类会作为部署应用的一部分加载进来—将保留在永久堆栈中，永远不会被垃圾回收机制回收。
2、 使用ThreadLocal变量的时机和方法
使用时机：
举个例子，想象你在开发一个电子商务应用，你需要为每一个控制器处理的顾客请求，生成一个唯一的事务ID，同时将其传到管理器或DAO的业务方法中，以便记录日志。一种方案是将事务ID作为一个参数，传到所有的业务方法中。但这并不是一个好的方案，它会使代码变得冗余。
你可以使用ThreadLocal类型的变量解决这个问题。首先在控制器或者任意一个预处理器拦截器中生成一个事务ID，然后在ThreadLocal中 设置事务ID，最后，不论这个控制器调用什么方法，都能从threadlocal中获取事务ID。而且这个应用的控制器可以同时处理多个请求，同时在框架 层面，因为每一个请求都是在一个单独的线程中处理的，所以事务ID对于每一个线程都是唯一的，而且可以从所有线程的执行路径获取。
3、使用局部变量实现线程同步
Bank.java代码如下：
public class Bank {
private static ThreadLocal<Integer> count = new ThreadLocal<Integer>(){
@Override
protected Integer initialValue() {
// TODO Auto-generated method stub
return 0;
}
};
// 存钱
public void addMoney(int money) {
count.set(count.get()+money);
System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存进：" + money);
}
// 取钱
public void subMoney(int money) {
if (count.get() - money < 0) {
System.out.println("余额不足");
return;
}
count.set(count.get()- money);
System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money);
}
// 查询
public void lookMoney() {
System.out.println("账户余额：" + count.get());
}
}
运行效果：
余额不足
账户余额：0
余额不足
账户余额：0
1441794247939存进：100
账户余额：100
余额不足
1441794248940存进：100
账户余额：0
账户余额：200
余额不足
账户余额：0
1441794249941存进：100
账户余额：300
看了运行效果，一开始一头雾水，怎么只让存，不让取啊？看看ThreadLocal的原理：
如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。现在明白了吧，原来每个线程运行的都是一个副本，也就是说存钱和取钱是两个账户，只是名字相同而已。所以就会发生上面的效果。
ThreadLocal与同步机制
a. ThreadLocal与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
b. 前者采用以”空间换时间”的方法，后者采用以”时间换空间”的方式
