ThreadLocal

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在多线程环境下，每个线程都有自己的数据。一个线程使用自己的局部变量比使用全局变量好，因为局部变量只有线程自己能看见，不会影响其他线程，而全局变量的修改必须加锁。

但是局部变量也有问题，就是在函数调用的时候，传递起来很麻烦：

def process_student(name):
    std = Student(name)
    # std 是局部变量，但是每个函数都要用它，因此必须传进去：
    do_task_1(std)
    do_task_2(std)

def do_task_1(std):
    do_subtask_1(std)
    do_subtask_2(std)

def do_task_2(std):
    do_subtask_2(std)
    do_subtask_2(std)

每个函数一层一层调用都这么传参数那还得了？用全局变量？也不行，因为每个线程处理不同的 Student 对象，不能共享。

如果用一个全局 dict 存放所有的 Student 对象，然后以 thread 自身作为 key 获得线程对应的 Student 对象如何？

global_dict = {}

def std_thread(name):
    std = Student(name)
    # 把 std 放到全局变量 global_dict 中：
    global_dict[threading.current_thread()] = std
    do_task_1()
    do_task_2()

def do_task_1():
    # 不传入 std，而是根据当前线程查找：
    std = global_dict[threading.current_thread()]
    ...

def do_task_2():
    # 任何函数都可以查找出当前线程的 std 变量：
    std = global_dict[threading.current_thread()]
    ...

这种方式理论上是可行的，它最大的优点是消除了 std 对象在每层函数中的传递问题，但是，每个函数获取 std 的代码有点丑。

有没有更简单的方式？

ThreadLocal应运而生，不用查找 dict，ThreadLocal 帮你自动做这件事：

import threading
    
# 创建全局 ThreadLocal 对象:
local_school = threading.local()

def process_student():
    # 获取当前线程关联的 student:
    std = local_school.student
    print('Hello, %s (in %s)' % (std, threading.current_thread().name))

def process_thread(name):
    # 绑定 ThreadLocal 的 student:
    local_school.student = name
    process_student()

t1 = threading.Thread(target= process_thread, args=('Alice',), name='Thread-A')
t2 = threading.Thread(target= process_thread, args=('Bob',), name='Thread-B')
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()

执行结果：

Hello, Alice (in Thread-A)
Hello, Bob (in Thread-B)

全局变量 local_school 就是一个 ThreadLocal 对象，每个 Thread 对它都可以读写 student 属性，但互不影响。你可以把 local_school 看成全局变量，但每个属性如 local_school.student 都是线程的局部变量，可以任意读写而互不干扰，也不用管理锁的问题，ThreadLocal内部会处理。

可以理解为全局变量 local_school 是一个 dict，不但可以用local_school.student，还可以绑定其他变量，如local_school.teacher 等等。

ThreadLocal最常用的地方就是为每个线程绑定一个数据库连接，HTTP 请求，用户身份信息等，这样一个线程的所有调用到的处理函数都可以非常方便地访问这些资源。

小结

一个 ThreadLocal 变量虽然是全局变量，但每个线程都只能读写自己线程的独立副本，互不干扰。ThreadLocal解决了参数在一个线程中各个函数之间互相传递的问题。

参考源码

use_threadlocal.py