Java多线程并发09——如何实现线程间与线程内数据共享

本文将为各位带来有关 Java 线程内数据共享的方法。关注我的公众号「Java面典」了解更多 Java 相关知识点。

线程间数据共享

Java 里面进行多线程通信的主要方式就是共享内存的方式，共享内存主要的关注点有两个：可见性和有序性原子性。Java 内存模型（JMM）解决了可见性和有序性的问题，而锁解决了原子性的问题，理想情况下我们希望做到“同步”和“互斥”。有以下常规实现方法：

将数据抽象成一个类

将数据抽象成一个类，并将对这个数据的操作作为这个类的方法，这么设计可以和容易做到同步，只要在方法上加”synchronized“。

public class MyData {
    private int j = 0;

    public synchronized void add() {
        j++;
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "j 为：" + j);
    }

    public synchronized void dec() {
        j--;
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "j 为：" + j);
    }

    public int getData() {
        return j;
    }
}

public class AddRunnable implements Runnable {
    MyData data;

    public AddRunnable(MyData data) {
        this.data = data;
    }

    public void run() {
        data.add();
    }
}

public class DecRunnable implements Runnable {
    MyData data;

    public DecRunnable(MyData data) {
        this.data = data;
    }

    public void run() {
        data.dec();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyData data = new MyData();
        Runnable add = new AddRunnable(data);
        Runnable dec = new DecRunnable(data);
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            new Thread(add).start();
            new Thread(dec).start();
        }
    }
}

Runnable 对象作为一个类的内部类

将 Runnable 对象作为一个类的内部类，共享数据作为这个类的成员变量，每个线程对共享数据的操作方法也封装在外部类，以便实现对数据的各个操作的同步和互斥，作为内部类的各个 Runnable 对象调用外部类的这些方法。

public class MyData {
    private int j = 0;

    public synchronized void add() {
        j++;
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "j 为：" + j);
    }

    public synchronized void dec() {
        j--;
        System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "j 为：" + j);
    }

    public int getData() {
        return j;
    }
}

public class TestThread {
    public static void main(String[] args) {
        final MyData data = new MyData();
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    data.add();
                }
            }).start();
            new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    data.dec();
                }
            }).start();
        }
    }
}

线程内数据共享（ThreadLocal）

ThreadLocal 的作用是提供线程内的局部变量，这种变量在线程的生命周期内起作用，减少同一个线程内多个函数或者组件之间一些公共变量的传递的复杂度。

ThreadLocalMap（线程的一个属性）

每个线程中都有一个自己的 ThreadLocalMap 类对象，可以将线程自己的对象保持到其中，各管各的，线程可以正确的访问到自己的对象；
将一个共用的 ThreadLocal 静态实例作为 key，将不同对象的引用保存到不同线程的 ThreadLocalMap 中，然后在线程执行的各处通过这个静态 ThreadLocal 实例的 get()方法取得自己线程保存的那个对象，避免了将这个对象作为参数传递的麻烦；
ThreadLocalMap 其实就是线程里面的一个属性，它在 Thread 类中定义ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

适用场景

最常见的 ThreadLocal 使用场景为用来解决数据库连接、Session 管理等，实现线程内数据共享。

private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();
public static Session getSession() throws InfrastructureException {
    Session s = (Session) threadSession.get();
    try {
        if (s == null) {
            s = getSessionFactory().openSession();
            threadSession.set(s);
        }
    } catch (HibernateException ex) {
        throw new InfrastructureException(ex);
    }
    return s;
}