Design Pattern: Thread-Specific Storage 模式
无论如何，要编写一个多执行绪安全（thread-safe）的程式总是困难的，为了使用的共用资源，您必须小心的对共用资源进行同步，同步带来一定的效能延迟，而另一方面，在处理同步的时候，又要注意物件的锁定与释放，避免产生死结，种种因素都使得编写多执行绪程式变得困难。
Thread-Specific Storage模式尝试从另一个角度来解释多执行绪共用资源的问题，其思考点很简单，即然共用资源这么困难，那么就干脆不要共用，何不为每个执行绪创造一个资源的复本，将每一个执行绪存取资料的行为加以隔离，其实现的方法，就是给予每一个执行绪一个特定空间来保管该执行绪所独享的资源，也因此而称之为 Thread- Specific Storage模式。
在Java中可以使用java.lang.ThreadLocal来实现这个模式，这个类别是从1.2之后开始提供，不过先来看看，如何自行实现一个简单的ThreadLocal类别：
import java.util.*;public class ThreadLocal { private Map storage = Collections.synchronizedMap(new HashMap()); public Object get() { Thread current = Thread.currentThread(); Object o = storage.get(current); if(o == null && !storage.containsKey(current)) { o = initialValue(); storage.put(current, o); } return o; } public void set(Object o) { storage.put(Thread.currentThread(), o); } public Object initialValue() { return null; }}
可以看到程式中使用执行绪本身作为key值，并将所获得的资源放在Map物件中，如果第一次使用get()，也配置一个空间给执行绪，而 initialValue()可以用来设定什么样的初值要先储存在这个空间中，在这边先简单的设定为null。
现在假设有一个原先在单执行绪环境下的资源SomeResource，现在考虑要该其在多执行绪环境下使用，若不想考虑复杂的执行绪共用互斥问题，此时可以使用ThreadLocal类别来使用SomeResource，例如：
public class Resource { private static final ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal(); public static SomeResource getResource() { SomeResource resource = (SomeResource) threadLocal.get(); if(resource == null) { resource = new SomeResource(); threadLocal.set(resource); } return resource; }}
上面所实作的ThreadLocal类别只是一个简单的示范，您可以使用java.lang.ThreadLocal来实现Thread- Specific Storage模式，以获得更好的效能，在这边简单的示范一个Log程式，它可以记录每个执行绪的活动，所使用的是 java.util.logging中的类别：
import java.io.*;import java.util.logging.*; public class SimpleThreadLogger { private static final ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal(); public static void log(String msg) { getThreadLogger().log(Level.INFO, msg); } private static Logger getThreadLogger() { Logger logger = (Logger) threadLocal.get(); if(logger == null) { try { logger = Logger.getLogger( Thread.currentThread().getName()); // Logger 预设是在主控台输出 // 我们加入一个档案输出的Handler // 它会输出XML的记录文件 logger.addHandler( new FileHandler( Thread.currentThread().getName() + ".log")); } catch(IOException e) {} threadLocal.set(logger); } return logger; }}
可以使用下面这个程式来测试：
public class LoggerTest { public static void main(String[] args) { new TestThread("thread1").start(); new TestThread("thread2").start(); new TestThread("thread3").start(); }}class TestThread extends Thread { public TestThread(String name) { super(name); } public void run() { for(int i = 0; i < 10; i++) { SimpleThreadLogger.log(getName() + ": message " + i); try { Thread.sleep(1000); } catch(Exception e) { SimpleThreadLogger.log(e.toString()); } } }}
执行LoggerTest可以在主控台上看到输出，并可以在同一目录下找到三个log档，分别记录了三个执行绪的活动，透过 ThreadLocal，不用撰写复杂的执行绪共用互斥逻辑。
Thread-Specific Storage模式的意义之一，就是“有时不共用是好的”，如果共用会产生危险，那就不要共用，当然，这种方式所牺牲掉的就是空间，您必须为每一个执行绪保留它们独立的空间，这是一种以空间换取时间与安全性的方法。