跨不同线程的 ThreadLocal 值访问答案

【问题标题】：ThreadLocal value access across different threads跨不同线程的 ThreadLocal 值访问
【发布时间】：2011-07-07 23:56:29
【问题描述】：

鉴于一个 ThreadLocal 变量为不同的线程保存不同的值，是否可以从另一个线程访问一个 ThreadLocal 变量的值？

即在下面的示例代码中，是否可以在 t1 中从 t2 读取 TLocWrapper.tlint 的值？

public class Example
{
  public static void main (String[] args)
  {
    Tex t1 = new Tex("t1"), t2 = new Tex("t2");
    new Thread(t1).start();
    try
    {
      Thread.sleep(100);
    }
    catch (InterruptedException e)
    {}
    new Thread(t2).start();
    try
    {
      Thread.sleep(1000);
    }
    catch (InterruptedException e)
    {}
    t1.kill = true;
    t2.kill = true;
  }

  private static class Tex implements Runnable
  {
    final String name;
    Tex (String name)
    {
      this.name = name;
    }
    public boolean kill = false;
    public void run ()
    {
      TLocWrapper.get().tlint.set(System.currentTimeMillis());
      while (!kill)
      {
        // read value of tlint from TLocWrapper
        System.out.println(name + ": " + TLocWrapper.get().tlint.get());
      }
    }
  }
}
class TLocWrapper
{
  public ThreadLocal<Long> tlint = new ThreadLocal<Long>();
  static final TLocWrapper self = new TLocWrapper();
  static TLocWrapper get ()
  {
    return self;
  }
  private TLocWrapper () {}
}

【问题讨论】：

具有适当读/写锁定的常规变量用于在线程之间共享数据。 ThreadLocal 是专门在您/不/想要在线程之间共享数据的情况下创建的。这让我相信这要么是一个纯粹的假设性问题，要么你正试图用 ThreadLocal 做一些事情，它是专门不打算用于的。
@Cthulhu：是的，我正在尝试用 ThreadLocal 做一些“邪恶”的事情——但我的意图是好的 :)。我只是想解决一个问题。
顺便说一句：你必须让 kill 字段易变，这是一个非常微妙的错误。

标签： java multithreading

【解决方案1】：

正如彼得所说，这是不可能的。如果您想要这种功能，那么从概念上讲，您真正想要的只是一个标准的Map<Thread, Long> - 其中大多数 操作将使用Thread.currentThread() 的键完成，但您可以传入其他线程如果你愿意。

但是，这可能不是一个好主意。一方面，持有对垂死线程的引用会弄乱 GC，因此您必须通过额外的循环来创建密钥类型 WeakReference<Thread>。而且我不相信Thread 是一个很棒的 Map 键。

因此，一旦您超越了内置 ThreadLocal 的便利性，也许值得质疑使用 Thread 对象作为键是否是最佳选择？最好为每个线程提供唯一的 ID（字符串或整数，如果它们还没有更有意义的自然键），然后简单地使用这些键关闭映射。我意识到您的示例是人为的，但是您可以使用 Map<String, Long> 并使用 "t1" 和 "t2" 的键来做同样的事情。

因为Map 代表您实际使用数据结构的方式，所以它也可以说更清楚； ThreadLocals 更像是一个带有一点访问控制魔法的标量变量，而不是一个集合，所以即使你可以随意使用它们，它也可能会让其他查看你的代码的人更加困惑。

【讨论】：

为什么 Thread 不是一个好的 Map 键？并且使用 Map 真的更好吗？当线程终止时，您将泄漏地图中的数据。即使使用 Map,V>，您也不会泄漏线程，但会泄漏线程本地数据。我建议，创建一个持有者对象来持有 V，然后将持有者存储两次：一次在普通的 ThreadLocal 中，然后再次在由 Thread 索引的同步或并发映射中，以供其他线程访问。然后创建一个更清洁的守护线程，定期从映射中删除死线程。

【解决方案2】：

根据 Andrzej Doyle 的回答，这里有一个完整的工作解决方案：

ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>();
threadLocal.set("Test"); // do this in otherThread

Thread otherThread = Thread.currentThread(); // get a reference to the otherThread somehow (this is just for demo)

Field field = Thread.class.getDeclaredField("threadLocals");
field.setAccessible(true);
Object map = field.get(otherThread);

Method method = Class.forName("java.lang.ThreadLocal$ThreadLocalMap").getDeclaredMethod("getEntry", ThreadLocal.class);
method.setAccessible(true);
WeakReference entry = (WeakReference) method.invoke(map, threadLocal);

Field valueField = Class.forName("java.lang.ThreadLocal$ThreadLocalMap$Entry").getDeclaredField("value");
valueField.setAccessible(true);
Object value = valueField.get(entry);

System.out.println("value: " + value); // prints: "value: Test"

当然，所有以前的 cmets 仍然适用 - 不安全！

但出于调试目的，它可能正是您所需要的——我就是这样使用的。

【讨论】：

【解决方案3】：

我想看看 ThreadLocal 存储中有什么，所以我扩展了上面的例子来展示给我看。也方便调试。

            Field field = Thread.class.getDeclaredField("threadLocals");
            field.setAccessible(true);
            Object map = field.get(Thread.currentThread());
            Field table = Class.forName("java.lang.ThreadLocal$ThreadLocalMap").getDeclaredField("table");
            table.setAccessible(true);
            Object tbl = table.get(map);
            int length = Array.getLength(tbl);
            for(int i = 0; i < length; i++) {                   
                Object entry = Array.get(tbl, i);
                Object value = null;
                String valueClass = null;
                if(entry != null) { 
                    Field valueField = Class.forName("java.lang.ThreadLocal$ThreadLocalMap$Entry").getDeclaredField("value");
                    valueField.setAccessible(true);
                    value = valueField.get(entry);
                    if(value != null) {
                        valueClass = value.getClass().getName();
                    }
                    Logger.getRootLogger().info("[" + i + "] type[" + valueClass + "] " + value);
                }
            }

【讨论】：

不错的一款专门用于调试的。

【解决方案4】：

只有在非 ThreadLocal 的字段中放置相同的值并改为访问该字段时才有可能。根据定义，ThreadLocal 仅对该线程是本地的。

【讨论】：

【解决方案5】：

ThreadLocalMap可以通过反射和Thread.class.getDeclaredField("threadLocals")setAccssible(true)等方式访问。但是，不要那样做。该映射预计只能由拥有的线程访问，访问 ThreadLocal 的任何值都是潜在的数据竞争。

但是，如果您可以忍受上述数据竞赛，或者只是避免它们（更好的主意）。这是最简单的解决方案。扩展 Thread 并在那里定义你需要的任何东西，就是这样：

ThreadX extends Thread{
  int extraField1;
  String blah2; //and so on
}

这是一个不错的解决方案，它不依赖于 WeakReferences，但需要您创建线程。你可以这样设置((ThreadX)Thread.currentThread()).extraField1=22

确保您在访问字段时没有展示数据竞争。所以你可能需要volatile、synchronized等等。

Overall Map 是一个非常糟糕的想法，永远不要保留对您未明确管理/拥有的对象的引用；特别是当涉及到 Thread、ThreadGroup、Class、ClassLoader...WeakHashMap<Thread, Object> 稍好一些，但是您需要以独占方式访问它（即处于锁定状态），这可能会降低在大量多线程环境中的性能。 WeakHashMap 并不是世界上最快的东西。

ConcurrentMap, Object> 会更好，但您需要一个 WeakRef 具有 equals 和 hashCode...

【讨论】：