ThreadLocal,一次到位-编程知识

ThreadLocal,一次到位

一、定义

ThreadLocal是线程私有变量，用于保存每个线程的私有数据。

那么什么情况下需要进行线程隔离

二、源码分析

public class ThreadLocalTest01 {ThreadLocal<Integer> t = new ThreadLocal<>();public  void test() {t.set(1);Integer integer = t.get();}
}

set

在调用set方法时，会先获取当前线程，然后获取当前线程的ThreadLocalMap，判断map是否存在，若不存在，则把创建一个ThreadLocalMap，若存在，则以当前的ThreadLocal作为key，传入的参数作为value存入map中。

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

其中ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，它有一个静态内部类Entry，继承自WeakReference

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {/** The value associated with this ThreadLocal. */Object value;Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {super(k);value = v;}}

get()

获取当前线程，获取当前线程的ThreadLocalMap，然后用当前的ThreadLocal作为key 去map中查找，如果存在对应的Entry，那么就返回Entry中的value，否则就会执行初始化并返回默认值，其实就是null

    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();}

    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);}if (this instanceof TerminatingThreadLocal) {TerminatingThreadLocal.register((TerminatingThreadLocal<?>) this);}return value;}

    protected T initialValue() {return null;}

三、注意的问题

3.1 为什么使用弱引用

主要两个原因
1 . 没有手动删除这个 Entry
2 . CurrentThread 当前线程依然运行
原因是使用ThreadLocal有可能会导致内存泄漏，使用弱引用能解决一部分内存泄漏
第一点很好理解，只要在使用完下 ThreadLocal ，调用其 remove 方法删除对应的 Entry ，就能避免内存泄漏。

第二点稍微复杂一点，由于ThreadLocalMap 是 Thread 的一个属性，被当前线程所引用，所以ThreadLocalMap的生命周期跟 Thread 一样长。如果threadlocal变量被回收，那么当前线程的threadlocal 变量副本指向的就是key=null, 也即entry(null,value),那这个entry对应的value永远无法访问到。实际私用ThreadLocal场景都是采用线程池，而线程池中的线程都是复用的，这样就可能导致非常多的entry(null,value)出现，从而导致内存泄露。

综上， ThreadLocal 内存泄漏的根源是：
由于ThreadLocalMap 的生命周期跟 Thread 一样长，对于重复利用的线程来说，如果没有手动删除（remove()方法）对应 key 就会导致entry(null，value)的对象越来越多，从而导致内存泄漏．

3.1.1 、key 如果是强引用

 那么为什么ThreadLocalMap的key要设计成弱引用呢？其实很简单，如果key设计成强引用且没有手动remove()，那么key会和value一样伴随线程的整个生命周期。

1、假设在业务代码中使用完ThreadLocal, ThreadLocal ref被回收了，但是因为threadLocalMap的Entry强引用了threadLocal(key就是threadLocal), 造成ThreadLocal无法被回收。在没有手动删除Entry以及CurrentThread(当前线程)依然运行的前提下, 始终有强引用链CurrentThread Ref → CurrentThread →Map(ThreadLocalMap)-> entry, Entry就不会被回收( Entry中包括了ThreadLocal实例和value), 导致Entry内存泄漏也就是说: ThreadLocalMap中的key使用了强引用, 是无法完全避免内存泄漏的。请结合图1看。

3.1.2 那么为什么 key 要用弱引用

 事实上，在 ThreadLocalMap 中的set/getEntry 方法中，会对 key 为 null（也即是 ThreadLocal 为 null ）进行判断，如果为 null 的话，那么会把 value 置为 null 的．这就意味着使用threadLocal , CurrentThread 依然运行的前提下．就算忘记调用 remove 方法，弱引用比强引用可以多一层保障：弱引用的 ThreadLocal 会被回收．对应value在下一次 ThreadLocaI 调用 get()/set()/remove() 中的任一方法的时候会被清除，从而避免内存泄漏．

3.2 发生Hash冲突

ThreadLocalMap的结构非常简单只用一个数组存储，并没有链表结构，当出现Hash冲突时采用线性查找的方式，所谓线性查找，就是根据初始key的hashcode值确定元素在table数组中的位置，如果发现这个位置上已经有其他key值的元素被占用，则利用固定的算法寻找一定步长的下个位置，依次判断，直至找到能够存放的位置。如果产生多次hash冲突，处理起来就没有HashMap的效率高，为了避免哈希冲突，使用尽量少的threadlocal变量。

四、实际项目中的使用

每个用户调用我们的项目时，都会创建一个新的HTTP请求线程，这一次请求中会调用类A的方法testA()和B.class中的testB()方法，且都需要用到当前用户的某些信息，如用户名、Cookie、账号密码等信息。
在这里插入图片描述

调用两次接口传入不同的值，可以看到这一次请求中获得的值是一致的，而不同的调用请求获得的值是不同的。