Java 併發包 API 實戰（二）：傳統線程技術回顧、定時器、同步通信與 ThreadLocal

3. 傳統線程互斥

核心原則

1. 多線程 (≥2) 訪問共享資源
2. **必須使用同一把鎖**

// 錯誤示範：兩個 synchronized 但鎖不同
public void print1() { synchronized(MyClass.class) { ... } }
public void print2() { synchronized(this) { ... } } // 無互斥效果

靜態方法鎖 = Class 物件，實例方法鎖 = this。

4. 傳統線程同步通信 (生產者消費者)

設計原則：同步邏輯封裝在資源類內部

而非寫在線程類中，這樣資源類天然線程安全，任意線程均可安全調用。

經典範例：子線程循環 10 → 主線程循環 100 → 交替 50 輪

class Output {
    private boolean flag = true; // true: 主線程, false: 子線程
    
    public synchronized void sub(int i) {
        while (!flag) { wait(); } // while 防偽喚醒
        for (int j=0; j<10; j++) System.out.println(i + "子線程" + j);
        flag = true; notify();
    }
    public synchronized void main(int i) {
        while (flag) { wait(); }
        for (int j=0; j<100; j++) System.out.println(i + "主線程" + j);
        flag = false; notify();
    }
}

5. 線程範圍內共享變量

場景

同一線程內多模組 (A/B) 需共享數據，但不同線程間數據隔離 (如事務上下文、資料庫連線)。

手工 Map 實現

static Map datas = new HashMap<>();
// 存: datas.put(Thread.currentThread(), value);
// 取: datas.get(Thread.currentThread());

6. ThreadLocal：標準解決方案

核心原理

• 每個 Thread 內部持有 ThreadLocalMap
• ThreadLocal 作為 Key，值存入當前線程的 Map
• get()/set() 自動綁定當前線程

使用模式

// 1. 定義 (通常 static)
static ThreadLocal connLocal = new ThreadLocal<>();

// 2. 綁定 (如 Filter/Interceptor 開啟事務時)
connLocal.set(dataSource.getConnection());

// 3. 任意處取用 (同一線程)
Connection conn = connLocal.get();

// 4. 移除 (防洩漏，如請求結束)
connLocal.remove();

進階：InheritableThreadLocal

父線程建立子線程時自動複製值，適用於追蹤 ID 透傳。

記憶體洩漏風險與防範

• ThreadLocalMap Key 為弱引用，Value 強引用
• 若 ThreadLocal 實例回收但線程存活 (如線程池)，Value 無法 GC
• **必須在任務結束時呼叫 remove()**