18
2018
03

Spring如何处理线程并发:ThreadLocal


SpringMVC是单例的,高并发情况下,如何保证性能的?


按照传统经验,如果某个对象是非线程安全的,在多线程环境下,对对象的访问必须采用synchronized进行线程同步。但Spring的DAO模板类并未采用线程同步机制,因为线程同步限制了并发访问,会带来很大的性能损失。

此外,通过代码同步解决性能安全问题挑战性很大,可能会增强好几倍的实现难度。那模板类究竟仰丈何种魔法神功,可以在无需同步的情况下就化解线程安全的难题呢?答案就是ThreadLocal!


spring单例模式下用它来切换不同线程之间的参数。用ThreadLocal是为了保证线程安全,实际上ThreadLoacal的key就是当前线程的Thread实例。单例模式下,spring把每个线程可能存在线程安全问题的参数值放进了ThreadLocal。这样虽然是一个实例在操作,但是不同线程下的数据互相之间都是隔离的,因为运行时创建和销毁的bean大大减少了,所以大多数场景下这种方式对内存资源的消耗较少,而且并发越高优势越明显。

总的来说就是,单利模式因为大大节省了实例的创建和销毁,有利于提高性能,而ThreadLocal用来保证线程安全性。

另外补充说一句,单例模式是spring推荐的配置,它在高并发下能极大的节省资源,提高服务抗压能力。spring IoC的bean管理器是“绝对的线程安全”。


ThreadLocal在Spring中发挥着重要的作用,在管理request作用域的Bean、事务管理、任务调度、AOP等模块都出现了它们的身影,起着举足轻重的作用。要想了解Spring事务管理的底层技术,ThreadLocal是必须攻克的山头堡垒。

ThreadLocal是什么

早在JDK1.2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。

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。

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。

从线程的角度看,目标变量就象是线程的本地变量,这也是类名中“Local”所要表达的意思。

线程局部变量并不是Java的新发明,很多语言(如IBM IBM XLFORTRAN)在语法层面就提供线程局部变量。在Java中没有提供在语言级支持,而是变相地通过ThreadLocal的类提供支持。

所以,在Java中编写线程局部变量的代码相对来说要笨拙一些,因此造成线程局部变量没有在Java开发者中得到很好的普及。

ThreadLocal的接口方法

ThreadLocal类接口很简单,只有4个方法,我们先来了解一下:

void set(Object value)

设置当前线程的线程局部变量的值。

public Object get()

该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。

public void remove()

将当前线程局部变量的值删除,目的是为了减少内存的占用,该方法是JDK5.0新增的方法。需要指出的是,当线程结束后,对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收,所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作,但它可以加快内存回收的速度。

protected Object initialValue()

返回该线程局部变量的初始值,该方法是一个protected的方法,显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。


值得一提的是,在JDK5.0中,ThreadLocal已经支持泛型,该类的类名已经变为ThreadLocal<T>。API方法也相应进行了调整,新版本的API方法分别是voidset(T value)、T get()以及T initialValue()。

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢?其实实现的思路很简单:在ThreadLocal类中有一个Map,用于存储每一个线程的变量副本,Map中元素的键为线程对象,而值对应线程的变量副本。










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