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java - 实例级线程本地存储有什么优势？

coder 2023-08-27 原文

This question让我想知道 thread-local storage在 Java 和 .NET 等高级开发框架中。

Java 有一个 ThreadLocal<T> 类(可能还有其他结构)，而 .NET 有 data slots ，很快就会有一个 ThreadLocal<T> 它自己的类。 (它也有 ThreadStaticAttribute ，但我对成员数据的线程本地存储特别感兴趣。)大多数其他现代开发环境都在语言或框架级别为其提供一种或多种机制。

线程本地存储解决了什么问题，或者线程本地存储相对于创建单独的对象实例来包含线程本地数据的标准面向对象的习惯用法有什么优势？换句话说，这是怎么回事:

// Thread local storage approach - start 200 threads using the same object
// Each thread creates a copy of any thread-local data
ThreadLocalInstance instance = new ThreadLocalInstance();
for(int i=0; i < 200; i++) {
    ThreadStart threadStart = new ThreadStart(instance.DoSomething);
    new Thread(threadStart).Start();
}

优于此？

// Normal oo approach, create 200 objects, start a new thread on each
for(int i=0; i < 200; i++) {
    StandardInstance standardInstance = new StandardInstance();
    ThreadStart threadStart = new ThreadStart(standardInstance.DoSomething);      
    new Thread(threadStart).Start();
}

我可以看到，使用具有线程本地存储的单个对象可能会稍微提高内存效率，并且由于更少的分配(和构造)而需要更少的处理器资源。还有其他优势吗？

最佳答案

What problems does thread-local storage solve, or what advantages does thread-local storage provide over the standard object-oriented idiom of creating separate object instances to contain thread-local data?

线程本地存储允许您为每个正在运行的线程提供类的唯一实例，这在尝试使用非线程安全类时或在尝试避免由于共享状态而可能发生的同步要求时非常有值(value)。

至于与您的示例相比的优势 - 如果您生成单个线程，则使用线程本地存储与传入实例相比几乎没有优势。 ThreadLocal<T>然而，当(直接或间接)使用 ThreadPool 时，类似的构造变得非常有值(value)。

例如，我最近处理了一个特定的流程，我们正在使用 .NET 中的新任务并行库进行一些非常繁重的计算。执行的计算的某些部分可以被缓存，如果缓存包含特定匹配项，我们可以在处理一个元素时节​​省相当多的时间。但是，缓存的信息对内存的要求很高，所以我们不想缓存超过最后一个处理步骤。

但是，尝试跨线程共享此缓存是有问题的。为此，我们必须同步对它的访问，并在我们的类中添加一些额外的检查以确保它们线程安全。

我没有这样做，而是重写了算法以允许每个线程在 ThreadLocal<T> 中维护自己的私有(private)缓存。 .这允许线程各自维护自己的私有(private)缓存。由于 TPL 使用的分区方案倾向于将元素 block 放在一起，因此每个线程的本地缓存往往包含它所需的适当值。

这消除了同步问题，但也使我们能够保留缓存。在这种情况下，整体 yield 非常大。

有关更具体的示例，请查看我在 aggregation using the TPL 上写的这篇博文.在内部，Parallel 类使用 ThreadLocal<TLocal>每当你使用 ForEach overload that keeps local state (还有 Parallel.For<TLocal> 方法)。这就是本地状态在每个线程中保持独立以避免锁定的方式。

关于java - 实例级线程本地存储有什么优势？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/2202735/

java实例codenoreferrernoopener.netmultithreadingoopthread-local

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