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彻底搞懂Java多线程(四)

2024-04-02 19:04:59 461人浏览八月长安

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摘要

目录SimpleDateFORMat非线程安全问题ThreadLocalThreadLocal的原理ThreadLocal常用方法ThreadLocal的初始化Inheritable

SimpleDateFormat非线程安全问题

实现1000个线程的时间格式化


package SimpleDateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SimpleDateFormat1 {
    private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("mm:ss");
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(10,10,100,
                TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingDeque<>(1000),new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());

        for (int i = 0; i < 1001; i++) {
            int finalI = i;
            threadPoolExecutor.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    Date date = new Date(finalI * 1000);
                    myFormatTime(date);
                }
            });
        }
        threadPoolExecutor.shutdown();
    }
    private static void myFormatTime(Date date){
        System.out.println(simpleDateFormat.format(date));
    }
}

产生了线程不安全的问题👇：

在这里插入图片描述

这是因为：

在这里插入图片描述

多线程的情况下：

在这里插入图片描述

线程1在时间片用完之后，线程2来setTime()那么线程1的得到了线程2的时间。

所以可以使用加锁的操作：

在这里插入图片描述

就不会有重复的时间了

在这里插入图片描述

但是虽然可以解决线程不安全的问题，但是排队等待锁，性能就会变得低

所以可以使用局部变量：

在这里插入图片描述

也解决了线程不安全的问题：

在这里插入图片描述

但是每次也都会创建新的私有变量

那么有没有一种方案既可以避免加锁排队执行，又不会每次创建任务的时候不会创建私有的变量呢？

那就是ThreadLocal👇：

ThreadLocal

ThreadLocal的作用就是让每一个线程都拥有自己的变量。

那么选择锁还是ThreadLocal?

看创建实列对象的复用率，如果复用率比较高的话，就使用ThreadLocal。

ThreadLocal的原理

类ThreadLocal的主要作用就是将数据放到当前对象的Map中，这个Map时thread类的实列变量。类ThreadLocal自己不管理、不存储任何的数据，它只是数据和Map之间的桥梁。

执行的流程：数据—>ThreadLocal—>currentThread()—>Map。

执行后每个Map存有自己的数据，Map中的key中存储的就是ThreadLocal对象，value就是存储的值。每个Thread的Map值只对当前的线程可见，其它的线程不可以访问当前线程对象中Map的值。当前的线程被销毁，Map也随之被销毁，Map中的数据如果没有被引用、没有被使用，则随时GC回收。

ThreadLocal常用方法

在这里插入图片描述

set(T)：将内容存储到ThreadLocal

get():从线程去私有的变量

remove():从线程中移除私有变量


package ThreadLocalDemo;
import java.text.SimpleDateFormat;

public class ThreadLocalDemo1 {
    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<>();
    public static void main(String[] args) {
        //设置私有变量
        threadLocal.set(new SimpleDateFormat("mm:ss"));
        //得到ThreadLocal
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = threadLocal.get();
        //移除
        threadLocal.remove();
    }
}

ThreadLocal的初始化

ThreadLocal提供了两种初始化的方法

initialValue()和

initialValue()初始化：


package ThreadLocalDemo;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class ThreadLocalDemo2 {
    //创建并初始化ThreadLocal
    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> threadLocal = new ThreadLocal() {
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行了自己的threadLocal中的初始化方法initialValue()");
            return new SimpleDateFormat("mm:ss");
        }
    };
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            Date date = new Date(5000);
            System.out.println("thread0格式化时间之后得结果时：" + threadLocal.get().format(date));
        });
        thread1.setName("thread0");
        thread1.start();

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            Date date = new Date(6000);
            System.out.println("thread1格式化时间之后得结果时：" + threadLocal.get().format(date));
        });
        thread2.setName("thread1");
        thread2.start();
    }
}

在这里插入图片描述

withInitial方法初始化：


package ThreadLocalDemo;
import java.util.function.Supplier;

public class ThreadLocalDemo3 {
    private static ThreadLocal<String> stringThreadLocal =
            ThreadLocal.withInitial(new Supplier<String>() {
                @Override
                public String get() {
                    System.out.println("执行了withInitial（）方法");
                    return "我是" + Thread.currentThread().getName() + "的ThreadLocal";
                }
            });
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(stringThreadLocal.get());
        });
        thread1.start();

        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(stringThreadLocal.get());
            }
        });
        thread2.start();
    }
}

在这里插入图片描述

注意：

ThreadLocal如果使用了set()方法的话，那么它的初始化方法就不会起作用了。

来看：👇


package ThreadLocalDemo;

class Tools {
    public static ThreadLocal t1 = new ThreadLocal();
}
class ThreadA extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("在ThreadA中取值：" + Tools.t1.get());
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
public class ThreadLocalDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //main是ThreadA 的 父线程 让main线程set，ThreadA，是get不到的
        if (Tools.t1.get() == null) {
            Tools.t1.set("main父线程的set");
        }
        System.out.println("main get 到了: " + Tools.t1.get());

        Thread.sleep(1000);
        ThreadA a = new ThreadA();
        a.start();
    }
}

在这里插入图片描述

类ThreadLocal不能实现值的继承，那么就可以使用InheritableThreadLocal了👇

InheritableThreadLocal的使用

使用InheritableThreadLocal可以使子线程继承父线程的值

在这里插入图片描述

在来看运行的结果：

在这里插入图片描述

子线程有最新的值，父线程依旧是旧的值


package ThreadLocalDemo;

class ThreadB extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("在ThreadB中取值：" + Tools.t1.get());
            if (i == 5){
                Tools.t1.set("我是ThreadB中新set()");
            }
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
public class ThreadLocalDemo5 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        if (Tools.t1.get() == null) {
            Tools.t1.set("main父线程的set");
        }
        System.out.println("main get 到了: " + Tools.t1.get());

        Thread.sleep(1000);
        ThreadA a = new ThreadA();
        a.start();
        Thread.sleep(5000);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("main的get是：" + Tools.t1.get());
            Thread.sleep(100);
        }
    }
}

在这里插入图片描述

ThreadLocal的脏读问题来看👇


package ThreadLocalDemo;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ThreadLocalDemo6 {
    private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
    private static class MyThread extends Thread {
        private static boolean flag = false;
        @Override
        public void run() {
            String name = this.getName();
            if (!flag) {
                threadLocal.set(name);
                System.out.println(name + "设置了" + name);
                flag = true;
            }
            System.out.println(name + "得到了" + threadLocal.get());
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0,
                TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingDeque<>(10));

        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            threadPoolExecutor.execute(new MyThread());
        }
        threadPoolExecutor.shutdown();
    }
}

在这里插入图片描述