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慕课网 ThreadLocal 教学视频学习笔记

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

慕课网 ThreadLocal 教学视频学习笔记

课程地址:https://www.imooc.com/learn/1217

作者:求老仙奶我不到P10(这昵称?,我奶一口,你到不了P10 ?)

作者简介:我是一名有10年经验的互联网老兵,创过业、也曾任数家大型互联网公司架构师、团队Leader,30岁(2018)任职阿里巴巴高级技术专家(P8)。曾负责架构PHP高负载、前端(React/RN)方向、Java领域化中间件方向、大数据(BI和数据可视化)等多方向业界知名项目。大学刷完算法导论,参加过ACM和国际机器人竞赛,多年在项目中实践技术驱动、前端后端领域化、数据可视化,多个领域实战经验丰富。

代码地址(跟着课程手敲的):https://github.com/gaohanghang/spring-threadlocal-demo

简介:多线程增加了我们的不确定性,破坏了可预测性——当然,这对于【艺高人胆大】的未来的你,都是小事,因为你会不断进步成长,只要你把握好现在的光阴。科学的美,在于它的模型可以不断的迭代和进步,Java是一种简化和进步,ThreadLocal也一种简化和进步,如同Java给编程带来了很多安全感,而ThreadLocal给多线程时代带了更多的安全感(可预测性、确定性,一致性……)。课程是一种爬坡训练,难度会一直上去直到你完全理解,可以自己动手实现。

思维导图:

第1章 纵观课程纲要

了解一致性等基础概念,解决一致性的基本方法,把ThreadLocal放到一个宏观背景去思考。

1-1 论程序的安全感 (09:09)

改变思维方式

Single Source Of Truth: 单一数据源

不断的解决数据不一致的问题

1-2 课程介绍 (07:12)


第2章 是什么?怎么用?何时用?如何不出问题?

手把手带着Coding,解决基本概念、API以及讲4个关键应用场景。以及工作中并发场景,如何不出问题。

2-1 ThreadLocal是什么 (07:41)


一个进程有多个线程

定义:提供线程局部变量;一个线程局部变量在多个线程中,分别有独立的值(副本)

特点:简单(开箱即用)、快速(无额外开销)、安全(线程安全)

场景:多线程场景(资源持有、线程一致性、并发计算、线程安全等场景)

进程 -> 线程表 -> 线程局部变量

2-2 ThreadLocal基本API (07:52)

public class Basic {

    // ThreadLocal
    public static ThreadLocal x = new ThreadLocal(){
 @Override
 protected Long initialValue() {
     System.out.println("Initial Value run..");
     return Thread.currentThread().getId();
 }
    };

    public static void main(String[] args) {

 new Thread() {
     @Override
     public void run() {
  System.out.println(x.get());
     }
 }.start();
 x.set(107L);
 // 移除当前线程上的ThreadLocal的值
 x.remove();
  
 System.out.println(x.get());

    }

}
2-3 ThreadLocal的4种核心场景 (07:51)


总结:

  • 持有资源——持有线程资源供线程的各个部分使用,全局获取,减少编程难度
  • 线程一致——帮助需要保持线程一致的资源(如数据库事务)维护一致性,降低编程难度
  • 线程安全——帮助只考虑了单线程的程序库,无缝向多线程场景迁移
  • 分布式计算——帮助分布式计算场景的各个线程累计局部计算结果。
2-4 Thread Local并发场景分析01 (16:50)

代码地址:https://github.com/gaohanghang/spring-threadlocal-demo

MAC系统上安装Apache ab测试工具教程地址: https://www.cnblogs.com/cjsblog/p/10506647.html

brew install apr
brew install pcre
@RestController
public class StartController {
    
    static Integer c = 0;
   
    @RequestMapping("/stat")
    public Integer stat() {
 return c;
    }
    @RequestMapping("/add")
    public Integer add() throws InterruptedException {
 Thread.sleep(100);
 c++;
 return 1;
    }
    
}

测试:

ab -n 10000 -c 1 localhost:8080/add

curl localhost:8080/stat

使用 Synchronized

@RestController
public class StartController {

    static Integer c = 0;

    synchronized void  __add() throws InterruptedException {
 Thread.sleep(100);
 c++;
    }

    @RequestMapping("/stat")
    public Integer stat() {
 return c;
    }

    @RequestMapping("/add")
    public Integer add() throws InterruptedException {
 //Thread.sleep(100);
 //c++;
 __add();
 return 1;
    }

}

测试:

使用synchronize后测试

ab -n 100 -c 100 localhost:8080/add

curl localhost:8080/stat

使用ThreadLocal

@RestController
public class StartController {

    static ThreadLocal c = new ThreadLocal() {
 @Override
 protected Integer initialValue() {
     return 0;
 }
    };

    void __add() throws InterruptedException {
 Thread.sleep(100);
 c.set(c.get() + 1);
    }

    @RequestMapping("/stat")
    public Integer stat() {
 return c.get();
    }

    @RequestMapping("/add")
    public Integer add() throws InterruptedException {
 __add();
 return 1;
    }

}

测试:

使用ThreadLocal

ab -n 10000 -c 100 localhost:8080/add

curl localhost:8080/stat

总结
  • 基于线程池模型synchronize(排队操作很危险
  • 用ThreadLocal收集数据很快且安全
  • 思考:如何在多个ThreadLocal中收集数据?
2-5 ThreadLocal场景分析——减少同步 (10:10)

@RestController
public class StartController {

    static HashSet> set = new HashSet<>();

    synchronized static void addSet(Val v) {
 set.add(v);
    }

    static ThreadLocal> c = new ThreadLocal>() {
 @Override
 protected Val initialValue() {
     Val v = new Val<>();
     v.set(0);
     addSet(v);
     return v;
 }
    };

    void __add() throws InterruptedException {
 Thread.sleep(100);
 Val v = c.get();
 v.set(v.get() + 1);
    }

    @RequestMapping("/stat")
    public Integer stat() {
 return set.stream().map(x -> x.get()).reduce((a,x) -> a+x).get();
    }

    @RequestMapping("/add")
    public Integer add() throws InterruptedException {
 __add();
 return 1;
    }

}

测试:

使用ThreadLocal

ab -n 10000 -c 100 localhost:8080/add

ab -n 10000 -c 200 localhost:8080/add

curl localhost:8080/stat
问题:set.add(v); 为什么会有线程安全问题

set是所有线程共享的,是个临界区

第3章 【极客视角】大神们怎么用ThreadLocal的

挑选了3个Java领域影响深远的应用,Spring/Mybatis/Quartz中使用到ThreadLocal的源码,理解大神们在思考什么,为什么会用到ThreadLocal。

3-1 源码分析1-Quartz SimpleSemaphore (06:42)

3-2 源码分析2 Mybatis框架保持连接池线程一致 (04:46)

A(Atomic))原子性,操作不可分割。
C(Consistency)一致性,任何时刻数据都能保持一致。
I(Isolation)隔离性,多事务并发执行的时序不影响结果。
D(Durability)持久性,对数据结构的存储是永久的。

3-3 源码分析03 Spring框架对分布式事务的支持 (04:03)

A(Atomic))原子性,操作不可分割。
C(Consistency)一致性,任何时刻数据都能保持一致。
I(Isolation)隔离性,多事务并发执行的时序不影响结果。
D(Durability)持久性,对数据结构的存储是永久的。

A:要么发生,要么不发生
C:要做对,做错了不算
I:同时发生两个事务,两个事务的结果能够叠加的一致,同时扣款
D:数据要被持久化下来

context 环境

第4章 【设计者视角】源码级实现&源码分析 4-1 实现自己的ThreadLocal (12:16)
public class MyThreadLocal {

    // 共享空间
    static HashMap, Object>> threadLocalMap = new HashMap<>();

    // 临界区

    
    synchronized static HashMap, Object> getMap() {
 // 获取当前线程
 Thread thread = Thread.currentThread();
 // 判断threadLocalMap是否包含当前线程,不包含就put进去
 if (!threadLocalMap.containsKey(thread)) {
     threadLocalMap.put(thread, new HashMap,Object>());
 }
 // 获取当前thread的map
 return threadLocalMap.get(thread);
    }

    protected T initialValue() {
 return null;
    }

    public T get() {
 HashMap, Object> map = getMap();
 if (!map.containsKey(this)) {
     map.put(this, initialValue());
 }
 return (T) map.get(this);
    }

    public void set(T v) {
 HashMap, Object> map = getMap();
 map.put(this, v);
    }

}
public class Test {

    static MyThreadLocal v = new MyThreadLocal() {
 @Override
 protected Long initialValue() {
     return Thread.currentThread().getId();
 }
    };

    public static void main(String[] args) {
 for (int i = 0; i < 100; i++) {
     new Thread(() -> {
  System.out.println(v.get());
     }).start();
 }
    }

}


public class MyThreadLocal {

    static AtomicInteger atomic = new AtomicInteger();

    // 自增
    Integer threadLocalHash = atomic.addAndGet(0x61c88647);

    // 共享空间
    static HashMap> threadLocalMap = new HashMap<>();

    // 临界区

    
    synchronized static HashMap getMap() {
 // 获取当前线程
 Thread thread = Thread.currentThread();
 // 判断threadLocalMap是否包含当前线程,不包含就put进去
 if (!threadLocalMap.containsKey(thread)) {
     threadLocalMap.put(thread, new HashMap());
 }
 // 获取当前thread的map
 return threadLocalMap.get(thread);
    }

    protected T initialValue() {
 return null;
    }

    public T get() {
 HashMap map = getMap();
 if (!map.containsKey(this.threadLocalHash)) {
     map.put(this.threadLocalHash, initialValue());
 }
 return (T) map.get(this.threadLocalHash);
    }

    public void set(T v) {
 HashMap map = getMap();
 map.put(this.threadLocalHash, v);
    }

}

4-2 选学HashTable (03:56)


4-3 ThreadLocal源码分析 (13:40)


第5章 全课总结

ThreadLocal只是一个简单的数据结构,却引出了这么多问题,可见真理常常隐藏在容易忽视微小的地方,优秀的程序员不仅仅要大局观强,还更加需要磨砺细节——和老师一起思考未来应该怎样学习?

5-1 总结 (04:19)

一些建议
  • 无论将来到什么样的高度,永远认为自己是个菜鸡:总有比我们厉害的大牛,永远都去学习
  • 保持兴趣,体会乐趣:投入在工作上的时间是很多的,在工作上一定要保持兴趣
  • 技术创造是有价值的(切记):自己尝试去创造,尝试学新东西去用
最后

首先感谢大佬的课程分享,通过课程学到了很多东西

另外是我有个公众号,叫《骇客与画家》,欢迎大家来关注 ?

骇客与画家,名称来自书籍《黑客与画家》,画家学习绘画的方法是动手去画,骇客学习编程的方法也是动手去实践

个人公众号《骇客与画家》,欢迎关注

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