ThreadLocal的理解

分手后的思念是犯贱 2021-11-17 00:30 358阅读 0赞

**目录**

一、使用

二、相关细节

三、最佳实践

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**ThreadLocal可以实现将一个线程需要使用的变量和自身进行绑定，但是一个ThreadLocal只能绑定一个变量，需要存储多个Object对象就需要多个ThreadLocal**。

谈一下对于ThreadLocal的理解：

1、用在什么地方？

2、相关细节（源码及原理）

3、最佳实践

### **一、使用** ###

ThreadLocal是用来处理并发问题的，所以一个线程就没有使用ThreadLocal的必要，ThreadLocal用在多线程环境下。用途1：保存线程上下文信息，可以再任意的地方获取。2：线程安全，避免同步带来的损失。

但是ThreadLocal无法解决共享对象的更新问题，每个线程往ThreadLocal里读写数据是线程隔离的，互相之间不会影响，所以无法解决共享对象的更新问题。因为不需要共享信息，所以不会存在竞争问题，从而在一定条件下保证了线程安全，以及避免了某些情况下由于考虑线层安全问题使用同步而带来的性能问题。

ThreadLocal对象建议使用static修饰，针对一个线程内所有操作共享的所有此类的实例共享此静态变量，也就是在类的第一次使用时被加载，所有此类的对象都可以操控这个变量。

### **二、相关细节** ###

**如何做到将一个线程操作的变量和起自身绑定的呢**？

Thread源码有如下一段：

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
         * by the ThreadLocal class. */
        ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

每个Thread对象都有一个threadLocals 对象，而这个threadLocals成员变量又是由ThreadLocal类的内部类ThreadLocalMap来维护的。

我们在使用ThreadLocal时知道set()方法和get()方法。那么我们看一下set() 方法的代码：

public void set(T value) {
            Thread t = Thread.currentThread();
            ThreadLocalMap map = getMap(t);
            if (map != null)
                map.set(this, value);
            else
                createMap(t, value);
        }

首先getMap（t）；就是获取Thread 类中的 threadLocals 成员变量，源码如下。

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
            return t.threadLocals;
    }

因为第一次是没有值的 所以threadLocals为默认值null；

如果第一次set时是没有值的，所以会执行createMap()方法，那么我们看一下这个方法：

void createMap(Thread t, T firstValue) {
            //就是为我们Thread中的成员变量threadLocals赋值
            t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
        }

在这个方法里面创建了ThreadLocalMap对象，而这个对象就是Thread类中的threadLocals。这样就做到了通过ThreadLocal将线程和自身操作的变量进行了对应。

此外 我们看一下ThreadLocalMap中的Entry：

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
                /** The value associated with this ThreadLocal. */
                Object value;
    
                Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                    //k 因为是虚引用 所以会被回收，但是Object不能，因为ThreadLocalMap中有对于他的引用
                    super(k);
                    value = v;
                }
            }

这里使用到了弱引用，关于强、软、弱、虚引用请看这篇博客   [强软弱虚引用][Link 1] 。

弱引用是一种在垃圾回收时会被回收掉的引用无论内存是否充足，当ThreadLocal被回收时Entry中的key 变为null，但是ThreadLocalMap中的Entry是强引用并不会被垃圾回收期回收，所以会存在内存泄露的风险。

### **三、最佳实践** ###

ThreadLocal被垃圾回收后，在ThreadLocalMap里对应的Entry的键 的值会变成null，但是Entry是强引用，那么Entry里面存储的Object，并没有办法进行回收，所以ThreadLocalMap 做了一些额外的回收工作。因为线程的生命周期很长，如果我们往ThreadLocal里面set了一个大Object对象，虽然set、get等等方法在特定的条件会调用进行额外的清理，但是ThreadLocal被垃圾回收后，在ThreadLocalMap里对应的Entry的键值会变成null，但是后续在也没有操作set、get等方法了。故我们需要主动的进行remove操作，释放掉无法回收的大对象。

之前我们说到将ThreadLocal定义为static对象，那么我们就可以通过ThreadLocal这个强引用，找到ThreadLocalMap里对应的Entry对象，然后我们使用remove进行精准的删除操作。

大致思路如下：

try {
                 //do something !   
                } finally {
                    threadLocal.remove();
                }

[Link 1]: https://blog.csdn.net/YangzaiLeHeHe/article/details/55671031