ThreadLocal学习

骑猪看日落 2023-10-13 16:09 55阅读 0赞

## 1、threadLocal图解 ##

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**java.lang.ThreadLocal类实现了线程的本地存储。**

**ThreadLocal的内部实现：**

>  *  **ThreadLocal的内部实现包括一个类似HashMap的对象，这里称之ThreadLocalMap。**
> 
>  *  **ThreadLocalMap的key会持有对ThreadLocal实例的弱引用（Weak Reference），value会引用具体存储的对象实例。**

【强引用】：

1、threalLocal对象指向threalLocalMap中的key .

2、线程对象 指向 堆中的 threalLocalMap。

【弱引用】：

1、threalLocalMap 的key为 threadLocal对象，即threadLocal对象 指向key为弱引用。

**部分源码如下：**

// ThreadLocal类中的get()方法: 
    	// 代码逻辑：
    	// 1、通过当前线程对象，获取线程对象中的成员变量threadLocals 即threadLocalMap。
    	// 2、拿到threadLocalMap后，根据当前threadLocal对象作为key，获取value值。
    	// 3、如果threadLocalMap为空，进行初始化
    	public T get() {
            Thread t = Thread.currentThread();
            ThreadLocalMap map = getMap(t);
            if (map != null) {
                ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
                if (e != null) {
                    @SuppressWarnings("unchecked")
                    T result = (T)e.value;
                    return result;
                }
            }
            return setInitialValue();
        }
    
    	// ThreadLocal类中的setInitialValue()方法: 设置ThreadLocalMap的初始化值。
    	private T setInitialValue() {
            T value = initialValue();
            Thread t = Thread.currentThread();
            ThreadLocalMap map = getMap(t);
            if (map != null)
                map.set(this, value);
            else
                createMap(t, value);
            return value;
        }
    	// ThreadLocal类中的initialValue()方法：ThreadLocalMap初始value为null
    	protected T initialValue() {
            return null;
        }
    	// ThreadLocal类中的createMap方法: 初始化ThreadLocalMap，即线程的threadLocals对象初始化。
    	void createMap(Thread t, T firstValue) {
            t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
        }
    	
    	// ThreadLocalMap类的构造方法：存储用的是Entry数组。Entry的key为ThreadLocal对象。
    	ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }
    
    	// ThreadLocal类中的getMap方法:
    	ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
            return t.threadLocals;
        }
    	// ThreadLocal类中的remove方法:
    	public void remove() {
             ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
             if (m != null)
                 m.remove(this);
         }
    	// ThreadLocalMap类中的remove方法:
    	private void remove(ThreadLocal<?> key) {
            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
            for (Entry e = tab[i];
                 e != null;
                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                if (e.get() == key) {
                    e.clear();
                    expungeStaleEntry(i);
                    return;
                }
            }
        }
    
    	// Thread类中的成员变量threadLocal即: 线程中的ThreadLocalMap
    	ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

## 2、**ThreadLocal原理** ##

*  Thread类中一个成员变量，ThreadLocal.**ThreadLocalMap** **threadLocals** 。
 *  **ThreadLocal本身不存储数据，像是一个工具类，基于ThreadLocal去操作ThreadLocalMap**。
 *  ThreadLocalMap本身就是基于Entrty\[\]实现的，因为一个线程被可以绑定多个ThreadLocalMap，这样一来，可能需要存储多个数据，所以采用Entrty\[\]的形式实现。
 *  **每一个线程有自己独立的ThreadLocalMap**, 再基于ThreadLocald对象本身作为key，对value进行存取。
 *  ThreadLocalMap的key是一个弱引用。弱引用的特点：即便对象有弱引用，在GC时，也必须被回收。如果ThreadLocal对象为局部变量，即方法执行结束后，threadLocal对象强引用消失，**如果key的引用是强引用，会导致threadLocal对象无法被回收**。**如果threadLocal是静态成员变量，则不会存在这个问题**。

**ThreadLocal内存泄露问题：**

>  *  **如果threadLocal对象的引用丢失**（**即：使用的threadLocal不是静态成员变量，而是局部变量**），key因为弱引用被GC回收掉，如果同时线程还没有被回收，就会导致内存泄露，内存中的value无法被回收，同时也无法被获取到。
>  *  **解决方法：**只需要在使用完毕threadLocal对象之后，及时的调用threadLocal.remove()方法，移除该threalLocal对象key的Entry即可。（说明：threadLocal.remove()是threadLocal对象的强引用，即在移除Entry前，threalLocal对象不会失效）

总结：

>  *  线程中**threadLocalMap**（即**threadLocals**），是在第一次调用ThreadLocal的get或set方法时，才会创建。
>  *  线程调用很深，但又不想传参时，可以使用**threadLocals**。

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