無論如何，要編寫一個多執行緒安全（thread-safe）的程式總是困難的，為了使用的共用資源，您必須小心的對共用資源進行同步，同步帶來一定的效能延遲，而另一方面，在處理同步的時候，又要注意物件的鎖定與釋放，避免產生死結，種種因素都使得編寫多執行緒程式變得困難。
Thread-Specific Storage模式嘗試從另一個角度來解釋多執行緒共用資源的問題，其思考點很簡單，即然共用資源這麼困難，那麼就乾脆不要共用，何不為每個執行緒創造一個資源的複本，將每一個執行緒存取資料的行為加以隔離，其實現的方法，就是給予每一個執行緒一個特定空間來保管該執行緒所獨享的資源，也因此而稱之為 Thread- Specific Storage模式。
在Java中可以使用java.lang.ThreadLocal來實現這個模式，這個類別是從1.2之後開始提供，不過先來看看，如何自行實現一個簡單的ThreadLocal類別：
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執行緒本身作為key值，並將所獲得的資源放在Map物件中，如果第一次使用get()，也配置一個空間給執行緒，而 initialValue()可以用來設定什麼樣的初值要先儲存在這個空間中，在這邊先簡單的設定為null。
現在假設有一個原先在單執行緒環境下的資源SomeResource，現在考慮要該其在多執行緒環境下使用，若不想考慮複雜的執行緒共用互斥問題，此時可以使用ThreadLocal類別來使用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;
}
}
上面所實作的ThreadLocal類別只是一個簡單的示範，您可以使用java.lang.ThreadLocal來實現Thread- Specific Storage模式，以獲得更好的效能，在這邊簡單的示範一個Log程式，它可以記錄每個執行緒的活動，所使用的是 java.util.logging中的類別：
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 預設是在主控台輸出
// 我們加入一個檔案輸出的Handler
// 它會輸出XML的記錄文件
logger.addHandler(
new FileHandler(
Thread.currentThread().getName()
+ ".log"));
}
catch(IOException e) {}
threadLocal.set(logger);
}
return logger;
}
}
可以使用下面這個程式來測試：
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());
}
}
}
}
執行LoggerTest可以在主控台上看到輸出，並可以在同一目錄下找到三個log檔，分別記錄了三個執行緒的活動，透過 ThreadLocal，不用撰寫複雜的執行緒共用互斥邏輯。
Thread-Specific Storage模式的意義之一，就是「有時不共用是好的」，如果共用會產生危險，那就不要共用，當然，這種方式所犧牲掉的就是空間，您必須為每一個執行緒保留它們獨立的空間，這是一種以空間換取時間與安全性的方法。