JAVA高逼格面试：线程封闭

原创：小姐姐味道（微信公众号ID：xjjdog），欢迎分享，转载请保留出处。

码农的世界从来不缺乏名词。如果没有，我们就强行弄上几个。这些名词有垂直领域的知识缩写，也有水平领域的抽象划分。有的行云流水无比顺畅，有的晦涩难懂如便秘。

在java的并发编程里，就有一个比较晦涩的名词，叫做线程封闭。在以往的技术交流中，经常有人提到这个东西。那它到底是何方神圣，又有什么用的功效呢？

你去搜索一下网络上的文章，都会给你三个选项。

1）Ad-hoc线程封闭。

2）栈封闭。

3）ThreadLocal类。

这些知识，戳破了那层窗户纸，内容其实并不复杂。可怕的是这些名词，为了记住它们真是蛋碎了一地。

意义？

我们都知道，一个变量如果被多个线程所使用，势必会引入同步问题。除了同步关键字，java引入了多种技术来达到多线程的同步问题，包括wait、notify，可重入Lock，AQS等。这种编程方式会增加程序的复杂性，使得代码容易发生bug。

如果有一些数据，仅仅和线程有关，对线程外的数据是不可见的，那代码写起来就美好的多。实现了这种效果的技术，就统一称为线程封闭（thread  confinement）。

这是前提。接下来我们来看实现。

栈封闭

栈封闭属于强行凑概念的一个范畴，它对写代码的人其实是不可见的，它是JVM里虚拟机栈或者本地方法栈的默认行为。其实，我们早就知道这个结果：成员变量是线程共享的，而局部变量是线程相关的。

很简单的道理，但背后的原理需要深入了解JVM。为了了解这个功能，我们需要对JVM的内存区域划分有一个初步的了解。

JVM除了存储空间最大的堆，还有线程相关的，正在运行的栈。栈封闭指的就是与线程相关的栈的相关行为。

我们稍微回忆一下上图中的内存划分，栈封闭指的就是图中彩色部分与线程相关的内存区域。

我们也可以再往下深挖一下。

虚拟机栈上的基本数据，其实是一种称作栈帧的东西。你可以把栈帧理解成某个方法的执行。

在每个方法压栈后，其中存在局部变量表、操作数栈、动态连接、返回地址等信息。我们的局部变量，其实就是存在与这些地方。由于它们的祖先，最终只会指向一个线程，所以它们的作用范围就被封闭了。

如上图所示，局部变量和某个线程的关系。java中还有个线程执行的内存模型JMM，不过那是对变量的复制和同步，说的不是一回事。

ThreadLocal

其实，java提供给开发者唯一的线程封闭API，就是ThreadLocal。

Thread类中，有一个成员变量threadLocals，存放了与本线程相关的所有自定义信息。对这个变量的定义在Thread，而操作却在ThreadLocal类中。

public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        ...
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
}

关于ThreadLocal的用法有很多，比如常用的，每个线程生成一个线程不安全的SimpleDateFormat。

ThreadLocal<SimpleDateFormat> sdf = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>();
sdf.set(new SimpleDateFormat());

关于ThreadLocal不做过多介绍，直接查看jdk源代码即可获取所有加成。

Ad-hoc

这些信息大多来源于《JAVA并发编程》一书。我特地搜索了一下Ad-hoc这个名字的意思。

Ad-hoc模式就和以前的直连双绞线概念一样,是P2P的连接,所以无法与其它网络中的节点进行沟通,减少了干扰。
英文中作为形容词有“特别的”,“临时”的含义。

实在是无法理解为什么要用到这样的命名。

这种方式，完全靠实现者控制，所以非常脆弱。

好吧，看来还是老老实实用ThreadLocal好了。

End

我们看一下这三种方式的归宿。其中一种是JVM内部实现的，原理方面的知识；Ad-hoc是告诉用户这种线程封闭式很困难的，赶紧放弃；到最后，我们的手里就只剩下了ThreadLocal了。

我仿佛看到了ThreadLocal在胜利的招手，同时我的名词字典里又多了几个：线程封闭、栈封闭、Ad-hoc。

作者简介：小姐姐味道  (xjjdog)，一个不允许程序员走弯路的公众号。聚焦基础架构和Linux。十年架构，日百亿流量，与你探讨高并发世界，给你不一样的味道。我的个人微信xjjdog0，欢迎添加好友，进一步交流。

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