编辑“︁Java ThreadLocal”︁

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'''ThreadLocal''' 是 Java 多线程编程中的一个重要类，它提供了线程局部变量（Thread-Local Variables）的机制，允许每个线程拥有自己独立的变量副本，从而避免线程间的数据竞争问题。ThreadLocal 通常用于存储线程私有的数据，如数据库连接、用户会话信息等。

== 介绍 ==
ThreadLocal 的核心思想是为每个线程创建一个独立的变量副本，使得每个线程可以独立地操作自己的副本，而不会影响其他线程的副本。这种机制在多线程环境下非常有用，尤其是在需要维护线程私有状态的场景中。

ThreadLocal 的主要特点包括：
* '''线程隔离'''：每个线程只能访问自己的变量副本。
* '''自动初始化'''：可以通过重写 `initialValue()` 方法为每个线程提供初始值。
* '''内存管理'''：需要手动清理 ThreadLocal 变量，否则可能导致内存泄漏。

== 基本用法 ==
ThreadLocal 提供了三个主要方法：
* `get()`：获取当前线程的变量副本。
* `set(T value)`：设置当前线程的变量副本。
* `remove()`：移除当前线程的变量副本。

以下是一个简单的示例：

<syntaxhighlight lang="java">
public class ThreadLocalExample {
    private static final ThreadLocal<Integer> threadLocalValue = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);

    public static void main(String[] args) {
        Runnable task = () -> {
            int value = threadLocalValue.get();
            threadLocalValue.set(value + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + threadLocalValue.get());
        };

        Thread thread1 = new Thread(task, "Thread-1");
        Thread thread2 = new Thread(task, "Thread-2");

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
</syntaxhighlight>

'''输出示例：'''
<pre>
Thread-1: 1
Thread-2: 1
</pre>

在这个例子中，`threadLocalValue` 是一个 ThreadLocal 变量，每个线程都会独立地操作自己的副本，因此两个线程的输出互不影响。

== 实际应用场景 ==
ThreadLocal 在以下场景中非常有用：
1. '''数据库连接管理'''：每个线程可以使用独立的数据库连接，避免线程间的竞争。
2. '''用户会话管理'''：在 Web 应用中，ThreadLocal 可以存储当前用户的会话信息。
3. '''日期格式化'''：`SimpleDateFormat` 不是线程安全的，ThreadLocal 可以为每个线程提供一个独立的实例。

以下是一个数据库连接管理的示例：

<syntaxhighlight lang="java">
public class DatabaseConnectionManager {
    private static final ThreadLocal<Connection> connectionHolder = ThreadLocal.withInitial(() -> {
        try {
            return DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "user", "password");
        } catch (SQLException e) {
            throw new RuntimeException("Failed to create database connection", e);
        }
    });

    public static Connection getConnection() {
        return connectionHolder.get();
    }

    public static void closeConnection() {
        Connection connection = connectionHolder.get();
        if (connection != null) {
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            connectionHolder.remove();
        }
    }
}
</syntaxhighlight>

== 内存泄漏问题 ==
ThreadLocal 如果不正确使用，可能会导致内存泄漏。这是因为 ThreadLocal 变量通常作为键存储在 Thread 的 `ThreadLocalMap` 中，而 ThreadLocalMap 的键是弱引用（WeakReference），但值是强引用。如果 ThreadLocal 变量没有被显式清理，可能会导致值无法被垃圾回收。

解决方法：
* 始终在不再需要 ThreadLocal 变量时调用 `remove()` 方法。
* 在 Web 应用中，可以使用过滤器或拦截器清理 ThreadLocal 变量。

== 高级用法：InheritableThreadLocal ==
`InheritableThreadLocal` 是 ThreadLocal 的子类，它允许子线程继承父线程的 ThreadLocal 变量。这在需要将线程私有数据传递给子线程的场景中非常有用。

<syntaxhighlight lang="java">
public class InheritableThreadLocalExample {
    private static final InheritableThreadLocal<String> inheritableThreadLocal = new InheritableThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {
        inheritableThreadLocal.set("Parent Thread Value");

        Thread childThread = new Thread(() -> {
            System.out.println("Child Thread: " + inheritableThreadLocal.get());
        });

        childThread.start();
    }
}
</syntaxhighlight>

'''输出示例：'''
<pre>
Child Thread: Parent Thread Value
</pre>

== 总结 ==
ThreadLocal 是 Java 多线程编程中一个强大的工具，它通过为每个线程提供独立的变量副本来解决线程安全问题。正确使用 ThreadLocal 可以显著提高多线程程序的性能和可靠性，但需要注意内存泄漏问题。

{| class="wikitable"
|+ ThreadLocal 方法总结
! 方法 !! 描述
|-
| `get()` || 获取当前线程的变量副本
|-
| `set(T value)` || 设置当前线程的变量副本
|-
| `remove()` || 移除当前线程的变量副本
|-
| `initialValue()` || 为线程提供初始值（可重写）
|}

<mermaid>
graph TD
    A[ThreadLocal] --> B[Thread-1: Variable Copy]
    A --> C[Thread-2: Variable Copy]
    A --> D[Thread-N: Variable Copy]
</mermaid>

通过合理使用 ThreadLocal，可以有效地管理线程私有数据，避免多线程环境下的数据竞争问题。

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[[Category:Java多线程]]