ThreadLocal详解

什么是ThreadLocal

本质上，ThreadLocal通过空间来换取时间，从而实现每个线程当中都会有一个变量的副本，这样每个线程就会操作改副本，从而完全规避了多线程的并发问题。

    public T get() {
     
    	// 获取到当前线程对象
        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();
    }
    
    public void set(T value) {
     
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

静态内部类

static class ThreadLocalMap {
     
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
     
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
     
                super(k);
                value = v;
            }
        }
        ...
}

每个线程Thread都维护了自己的threadLocals变量，所以在每个线程创建ThreadLocal的时候，实际上数据是存在自己线程Thread的threadLocals变量里面的，别人没办法拿到，从而实现了隔离。

public
class Thread implements Runnable {
     
...
    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
...
}

Java中存在四种类型的引用：

1. 强引用（strong）
   垃圾回收不回收。
2. 软引用（soft）
   在垃圾回收的时候，如果内存不够，则清理，否则不清理。
3. 弱引用（weak）
   在下一次垃圾回收时，如果一个对象是弱引用，gc清理，对象被回收。
4. 虚引用（phantom）

除了强引用用=new，其他三种都继承Reference：

public class WeakReference<T> extends Reference<T> {
     }

ThreadLocal Entry为什么继承WeakReference

防止内存泄漏，如果Entry是强引用，Entry中的k永远无法得到释放，k,v越来越多。。。如果Entry是弱引用，在下一次垃圾回收的时候，弱引用ThreadLocal将会被回收。

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
     }

ThreadLocal内存泄漏

内存泄漏的原因

Entry：k，v
Entry是弱引用，在下一次垃圾回收的时候，弱引用ThreadLocal将会被回收。Entry的k将指向null（k指向的ThreadLocal已经被回收），v将不能再被获取。造成内存泄漏。

怎么解决

ThreadLocal在set或者get方法的时候，程序会检查Entry数组，将k为null的Entry一一remove掉。

        private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
     

            // We don't use a fast path as with get() because it is at
            // least as common to use set() to create new entries as
            // it is to replace existing ones, in which case, a fast
            // path would fail more often than not.

            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)]) {
     
                ThreadLocal<?> k = e.get();

                if (k == key) {
     
                    e.value = value;
                    return;
                }

				// 替换k为空的Entry
                if (k == null) {
     
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }

            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }

在使用完ThreadLocal后执行remove方法

package com.learn.thread.local

public class ThreadLocalTest {
     

    private static final ThreadLocal<String> name = new ThreadLocal();

    public static void main(String[] args) {
     
        try {
     
            name.set("John");
            System.out.println(checkUser());
        } finally {
     
            name.remove();
        }

        System.out.println(name.get());
    }

    public static String checkUser() {
     
        if (name.get() == null) {
     
            return "";
        }
        return name.get();
    }
}