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(@foronerdo)
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Seguridad de subprocesos en Java

Hay muchas formas de lograr la seguridad de subprocesos en Java, y cada una tiene sus ventajas y desventajas:

  • Bloques o métodos sincronizados : esta es la forma más básica de seguridad de subprocesos y puede ser efectiva en algunos casos. Sin embargo, también puede provocar problemas de rendimiento si no se usa con cuidado.
  • Variables atómicas : Son variables que se pueden leer y escribir atómicamente, sin necesidad de sincronización. Puede aprovechar ThreadLocal en Java para reducir el costo de la sincronización.
  • Objetos inmutables : si el estado de un objeto no puede cambiar una vez creado, se dice que es inmutable. Esto se usa a menudo con otros enfoques, como métodos sincronizados o variables atómicas.
  • Objetos de bloqueo : puede aprovechar estos objetos para bloquear un fragmento de código de modo que el acceso a este bloque de código solo se permita a un subproceso en un punto determinado. Permiten un mejor control más detallado que los bloques o métodos sincronizados, pero también pueden resultar en un código más complicado.

¿Qué es ThreadLocal en Java?

ThreadLocal es una clase especial en Java que nos ayuda a lograr la seguridad de subprocesos proporcionando contextos por subproceso y manteniéndolos por separado para cada subproceso. En otras palabras, ThreadLocal es una clase de Java que se puede usar para definir variables accesibles únicamente por el hilo que las creó. Esto puede ser útil en varias situaciones, pero el caso de uso más común es cuando necesita almacenar datos que no deben compartirse entre subprocesos.

Por ejemplo, supongamos que un desarrollador está escribiendo una aplicación de subprocesos múltiples y cada subproceso debe tener su propia copia de una variable. Si simplemente usara una variable regular, es posible que un subproceso sobrescriba el valor de la variable antes de que otro subproceso tenga la oportunidad de usarla. Con ThreadLocal , cada subproceso tiene su propia copia de la variable, por lo que no hay riesgo de que un subproceso sobrescriba el valor antes de que otro subproceso tenga la oportunidad de usarlo.

Una instancia de ThreadLocal se representa como un campo estático privado en una clase de Java que necesita almacenar información específica del subproceso. Las variables ThreadLocal no son variables globales, por lo que otros subprocesos no pueden acceder a ellas a menos que se pasen explícitamente a los otros subprocesos. Esto los hace ideales para almacenar información confidencial, como contraseñas o ID de usuario, que no deberían ser accesibles para otros subprocesos.

¿Cuándo usar ThreadLocal?

Hay varias razones para usar ThreadLocal en Java. El caso de uso más común es cuando necesita mantener información de estado para un subproceso determinado, pero ese estado no se puede compartir entre subprocesos. Por ejemplo, si está utilizando un grupo de conexiones JDBC , cada subproceso necesitará su conexión. En este caso, el uso de ThreadLocal permite que cada subproceso tenga su conexión sin tener que preocuparse por la sobrecarga de crear y destruir conexiones cada vez que se crea o destruye un subproceso.

Otro caso de uso común para ThreadLocal es cuando necesita compartir información de estado entre diferentes componentes en un solo hilo. Por ejemplo, si tiene un servicio que necesita llamar a varios DAO (objetos de acceso a la base de datos), cada DAO podría necesitar su variable ThreadLocal para almacenar la transacción actual o la información de la sesión. Esto permite que cada componente acceda al estado que requiere sin preocuparse por pasar datos entre componentes.

Finalmente, también puede usar ThreadLocal como una forma simple de crear variables globales para un hilo. Esto suele ser útil para fines de depuración o registro. Por ejemplo, podría crear una variable ThreadLocal que almacene el ID de usuario actual. Esto le permitiría registrar fácilmente todas las acciones realizadas por ese usuario sin tener que pasar la ID de usuario por todas partes.

Puede obtener más información sobre el registro leyendo nuestro tutorial: Trabajar con la API de registro de Java .

Cómo usar ThreadLocal en Java

Para usar ThreadLocal , primero debe crear una instancia de ThreadLocal :

ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();

Una vez que haya hecho esto, puede almacenar datos en la instancia de ThreadLocal llamando al método set() :

threadLocal.set("Este es un hilo local de datos");

Para recuperar los datos de la instancia de ThreadLocal , puede llamar al método get() :

Datos de cadena = (Cadena) threadLocal.get();

También puede eliminar el valor de una variable ThreadLocal llamando al método remove() . Por ejemplo, para eliminar el valor de threadLocal , usaría este fragmento de código Java:

hiloLocal.remove();

Es importante recordar eliminar el valor de una variable ThreadLocal cuando haya terminado con ella porque, de lo contrario, permanecerá en la memoria y podría causar pérdidas de memoria.

Leer: Consejos para mejorar el rendimiento de Java

Finalmente, puede llamar al método clear() para eliminar los valores de todas las variables ThreadLocal . Por lo general, esto solo es necesario cuando el programa de un desarrollador se está cerrando. Por ejemplo, para borrar todas las variables ThreadLocal , puede usar el siguiente código:

hiloLocal.clear();

Es importante tener en cuenta que los datos en una instancia de ThreadLocal solo son accesibles para el hilo que los creó. Si intenta acceder a los datos desde otro hilo, obtendrá una IllegalStateException .

Pros y contras de usar ThreadLocal de Java

Cuando se usa correctamente, la clase ThreadLocal en Java puede reducir la sobrecarga de sincronización y aumentar el rendimiento. Al eliminar las fugas de memoria, el código se puede leer y mantener más fácilmente.

Los programadores pueden usar las variables ThreadLocal cuando necesitan mantener un estado que es específico de un único subproceso, cuando necesitan mejorar el rendimiento al reducir la sincronización y cuando necesitan evitar pérdidas de memoria.

Algunas de las desventajas asociadas con el uso de variables ThreadLocal incluyen condiciones de carrera y pérdidas de memoria.

Cómo prevenir condiciones de carrera

No existe una forma garantizada de evitar las condiciones de carrera cuando se utilizan variables ThreadLocal , ya que son inherentemente propensas a las condiciones de carrera. Sin embargo, existen algunas mejores prácticas que pueden ayudar a reducir la probabilidad de condiciones de carrera, como usar operaciones atómicas y garantizar que todos los accesos a las variables ThreadLocal estén sincronizados correctamente.

Reflexiones finales sobre ThreadLocal en Java

ThreadLocal es una potente API en Java que permite a los desarrolladores almacenar y recuperar datos específicos de un Thread determinado . En otras palabras, ThreadLocal le permite definir variables a las que solo puede acceder el hilo que las crea.

Cuando se usa correctamente, ThreadLocal puede ser una herramienta valiosa para crear código seguro para subprocesos de alto rendimiento. Sin embargo, es importante ser consciente de los posibles riesgos y desventajas de usar ThreadLocal antes de usarlo en sus aplicaciones Java.


   
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