Spring-利用ThreadLocal解决线程安全问题
ThreadLocal是什么
ThreadLocal，顾名思义，它不是一个线程，而是线程的一个本地化对象。当工作于多线程中的对象使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程分配一个独立的变量副本。所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其他线程所对应的副本。从线程的角度看，这个变量就像是线程的本地变量，这也是类名中“Local”所要表达的意思。
ThreadLocal的方法很简单，主要的就是4个方法
// 设置当前线程的线程局部变量的值 void set(T value) // 返回当前线程所对应的线程局部变量 public T get() // 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，加快内存回收的速度 public void remove() // 返回该线程局部变量的初始值，让子类继承而设计的。这个方法是一个延迟调用方法， 在线程第一次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的默认实现直接返回一个null。 protected T initialValue()
ThreadLocal的实现思路
那么ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护一份独立的变量副本呢？其实实现思路很简单：在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储没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。我们自己也可以提供一个简单的实现版本：
public class SimpleThreadLocal {
private Map<Thread, Object> valueMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
public void set(Object newValue) {
valueMap.set(Thread.currentThread(), newValue);
}
public Object get() {
Thread currentThread = Thread.currentThread();
Object o = valueMap.get(currentThread);
if (o == null && !valueMap.containsKey(currentThread)) {
o = initialValue();
valueMap.put(currentThread, o);
}
return o;
}
public void remove() {
valueMap.remove(Thread.currentThread());
}
public Object initialValue() {
return null;
}
}ThreadLocal的运用
下面是我在项目中运用ThreadLocal来实现多线程情况下，用户信息的管理Session：
package com.benjamin.common.session;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* Created by piqiu on 2/27/16.
* 用户Session信息保管类
*/
public class UserSession {
/** 保存用户的信息 **/
private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> userThreadLocal = new ThreadLocal<>();
protected UserSession(){}
public static Object get(String attribute) {
Map<Object, Object> userInfo = userThreadLocal.get();
Object o = null;
if (userInfo != null) {
o = userInfo.get(attribute);
}
return o;
}
public static <T> T get(String attribute, Class<T> clazz) {
return (T)get(attribute);
}
public static void set(Object attribute, Object value) {
Map<Object, Object> userInfo = userThreadLocal.get();
if (userInfo == null) {
userInfo = new HashMap<>();
userThreadLocal.set(userInfo);
}
userInfo.put(attribute, value);
}
}ThreadLocal与Thread同步机制的比较
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，那么，ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢？
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缜密的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
而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal为每一个线程提供一个独特的变量副本，从而隔离了多个线程对访问数据的冲突。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。ThreadLocal提供了线程安全的对象封装，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。
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：访问串行化，对象共享化。而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式：访问并行化，对象独享化。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。
Spring利用ThreadLocal解决线程安全问题
我们知道在一般情况下，只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享，在Spring中，绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。就是因为Spring对一些Bean（如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder）中非线程安全的“状态性对象”采用ThreadLocal进行封装，让它们也成为线程安全的“状态性对象”，因为有状态的Bean就能够以singleton方式在多线程中正常工作了。
通过查看TransactionSynchronizationManager源码可以发现Spring事务的工作机制，我们可以自己利用ThreadLocal来实现自定义的Session和Transaction管理：
package com.benjamin.common;
import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.SessionFactory;
import org.hibernate.Transaction;
import org.hibernate.cfg.Configuration;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import java.io.File;
/**
* Created by piqiu on 2/27/16.
*/
public class HibernateUtil {
private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HibernateUtil.class);
/** 存储hibernate session的ThreadLocal **/
private static final ThreadLocal<Session> sessionThreadLocal = new ThreadLocal<>();
/** 存储事务n的ThreadLocal **/
private static final ThreadLocal<Transaction> transactionThreadLocal = new ThreadLocal<>();
/** session工厂 **/
private static SessionFactory sessionFactory;
/**
* 初始化sessionFactory
* @param file
*/
public static void initSessionFactory(File file) {
Configuration configuration = new Configuration();
configuration.configure(file);
sessionFactory = configuration.buildSessionFactory();
}
/**
* 取得当前线程绑定的session
* @return
*/
public static Session currentSession() {
Session session = sessionThreadLocal.get();
if (session == null) {
session = sessionFactory.openSession();
sessionThreadLocal.set(session);
}
return session;
}
/**
* 关闭session
*/
public static void closeSession() {
Session session = sessionThreadLocal.get();
if (session != null) {
sessionThreadLocal.set(null);
session.clear();
session.close();
}
}
/**
* 取得当前session的事务
* @return
*/
public static Transaction transaction() {
Transaction transaction = transactionThreadLocal.get();
if (transaction == null) {
transaction = currentSession().beginTransaction();
transactionThreadLocal.set(transaction);
}
return transaction;
}
/**
* 提交事务
*/
public static void commitTransaction() {
Transaction transaction = transactionThreadLocal.get();
transactionThreadLocal.set(null);
if (transaction != null) {
transaction.commit();
}
}
/**
* 回滚事务
*/
public static void rollbackTransaction() {
Transaction transaction = transactionThreadLocal.get();
transactionThreadLocal.set(null);
if (transaction != null) {
transaction.rollback();
}
}
}