并发编程之ThreadLocal

ThreadLocal是什么

是用来维护线程中的变量不被其他线程干扰而出现的一个结构，内部包含一个ThreadLocalMap类，该类为Thread类的一个局部变量，该Map存储的key为ThreadLocal对象自身，value为我们要存储的对象，这样一来，在不同线程中，持有的其实都是当前线程的变量副本，与其他线程完全隔离，以此来保证线程执行过程中不受其他线程的影响。

主要是四个方法 

1. void set(Object value) 
设置当前线程的线程局部变量的值。 
2. public Object get() 
该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。 
3. public void remove() 
将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。 
4. protected Object initialValue() 
返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。

值得一提的是，在JDK5.0中，ThreadLocal已经支持泛型，该类的类名已经变为ThreadLocal。API方法也相应进行了调整，新版本的API方法分别是void set(T value)、T get()以及T initialValue()。

ThreadLocal的应用场景

1、方便同一个线程使用某一对象，避免不必要的参数传递；
2、线程间数据隔离（每个线程在自己线程里使用自己的局部变量，各线程间的ThreadLocal对象互不影响）；
3、获取数据库连接、Session、关联ID（比如日志的uniqueID，方便串起多个日志）；

内存泄漏相关问题

ThreadLocal操作不当会引发内存泄露，最主要的原因在于它的内部类ThreadLocalMap中的Entry的设计。

　　Entry继承了WeakReference>，即Entry的key是弱引用，所以key'会在垃圾回收的时候被回收掉， 而key对应的value则不会被回收， 这样会导致一种现象：key为null，value有值。

　　key为空的话value是无效数据，久而久之，value累加就会导致内存泄漏。  

怎么解决这个内存泄漏问题

每次使用完ThreadLocal都调用它的remove()方法清除数据。因为它的remove方法会主动将当前的key和value(Entry)进行清除。

应用场景代码 示例

package com.zhang.mooc.juc.a02.threadlocal;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;


/**
 * ThreadLocalNormalUsage05:利用ThreadLocal，给每个线程分配自己的dateFormat对象，保证了线程安全，高效利用内存
 *
 * @author zhangxiaoxiang
 * @date 2020/7/26
 */
public class ThreadLocalNormalUsage05 {
    //创建线程池 (手动创建线程池，效果会更好哦)
    public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            int finalI = i;
            //提交一个Runnable任务用于执行，并返回一个表示该任务的Future
            threadPool.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    String date = new ThreadLocalNormalUsage05().date(finalI);
                    System.out.println(date);
                }
            });
        }
        //启动一个有序关闭在以前已提交任务的执行中，但没有新的任务将被接受。 调用没有额外的影响，如果已经关闭。
        // 这种方法不会等待以前提交的任务完成执行。 使用awaitTermination做到这一点。
        threadPool.shutdown();
    }

    public String date(int seconds) {
        //参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时(注意我们东八区的是8点开始的  1970.1.1 08:00:00)
        Date date = new Date(1000 * seconds);
        // get():返回此线程局部变量的当前线程副本中的值
        SimpleDateFormat dateFormat = ThreadSafeFormatter.dateFormatThreadLocal2.get();
        return dateFormat.format(date);
    }
}

class ThreadSafeFormatter {

    public static ThreadLocal dateFormatThreadLocal = new ThreadLocal() {
        //ThreadLocal 返回当前线程的“初始值”为这个线程局部变量
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        }
    };
    //JDK8 新写法
    public static ThreadLocal dateFormatThreadLocal2 = ThreadLocal
            .withInitial(() -> new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
}