Java - ThreadLocal.md

ThreadLocal은 스레드 단위(~ per thread)로 로컬 변수를 사용할 수 있게 해준다.

주의점

1. static을 사용해야 한다. static으로 사용해야만 스레드 단위로 상태를 저장할 수 있다. (API Docs를 보면 알겠지만, 의도 자체가 이쪽 방향이다.)
2. Thread Pool에서 사용하는 경우, Thread를 반환할 때 초기화해주어야 한다.

• �내부 구조
  • 상태
    • ThreadLocal은 static inner class ThreadLocalMap을 가진다.
    • Thread는 ThreadLocalMap를 필드로 가진다.
      • ThreadLocalMap는 스레드의 변수/상태를 저장한다.
  • 동작 원리 - 코드를 보는게 이해가 잘 된다.
    • ThreadLocal<T>가 get(), set() 등을 실행한다.
    • Thread.currentThread()로 현재 스레드를 구하고 그 스레드의 ThreadLocalMap를 구한다.
    • ThreadLocalMap에서 this(ThreadLocal) 를 key 값으로 T를 찾거나 저장한다.

예제 코드

// get 부분만 설명
public T get() {
	// 현재 실행중인 스레드 t의 ThreadLocalMap map을 구한다.
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
	    // map(이 스레드의 상태 저장하는 ThreadLocalMap)에서 
	    // this(ThreadLocal)를 Key 값으로 T를 가져온다.
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    // 결과가 없으면 기본값으로 설정
    return setInitialValue();
}

• 사용 예시
  • Spring
    • ~ContextHolder의 전략으로 (내가 알기론) 무조건 제공
      • 이건 스프링이 일반적인 웹 요청이 request per thread라서 그런걸로 알고 있음. 전략이니까 다른 전략을 사용하면 사용 안할 수도 있고.
      • RequestContextHolder: HttpServletRequest 저장
      • SecurityContextHolder: SecurityContext 저장, MODE_THREADLOCAL
    • TransactionSynchronizationManager: 스프링 트랜잭션에서 Service에서 Connection을 직접 관리하지 않고, DAO에서 Connection을 가져와서 쓰도록 트랜잭션을 저장하는 객체. ThreadLocal을 사용한다.

좀 별개의 이야기지만, 반응형/비동기의 경우 thread 단위 작업이 아니라서 ThreadLocal만을 사용해서 구현하는건 어렵다고 알고 있음. 반응형/비동기가 어떻게 구현되어 있는지는 모르겠는데.

References & 추천 자료

• Thread의 개인 수납장 ThreadLocal
• ThreadLocal을 알아보자! - 여기 그림이 맞는지는 모르겠다. 아마 아닌거 같은데. 사용 예시 부분이 좋음
• [Java] 스레드 로컬(ThreadLocal)과 상속 가능한 스레드 로컬( InheritableThreadLocal)에 대하여
• 자바 ThreadLocal: 사용법과 주의사항
• Java 17 ThreadLocal
• Why should Java ThreadLocal variables be static