ThreadLocal-分析

 

ThreadLocal<T>类在Spring，Hibernate等框架中起到了很大的作用，对于其工作原理，很多网上的文章分析的不够彻底，甚至有些误解。

首先，为了解释ThreadLocal类的工作原理，必须同时介绍与其工作甚密的其他几个类（内部类）

1.ThreadLocalMap

2.Thread

 

可能有人会觉得Thread与ThreadLocal有什么关系，其实真正的奥秘就在Thread类中的一行：

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;  

 

其中ThreadLocalMap的定义是在ThreadLocal类中，真正的引用却是在Thread类中。

那么ThreadLocalMap究竟是什么呢？

可以看到这个类应该是一个Map,JDK的解释是：

ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for maintaining thread local values

 

接下来的重点是ThreadLocalMap中用于存储数据的entry:

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

 

从中我们可以发现这个Map的key是ThreadLocal变量，value为用户的值，并不是网上大多数的列子key是线程的名字或者标识

到这里，我们就可以理解ThreadLocal究竟是如何工作的了。

1.Thread类中有一个成员变量叫做ThreadLocalMap，它是一个Map，他的Key是ThreadLocal类

2.每个线程拥有自己的申明为ThreadLocal类型的变量,所以这个类的名字叫'ThreadLocal'：线程自己的（变量）

3.此变量生命周期是由该线程决定的，开始于第一次初始（get或者set方法）

4.由ThreadLocal的工作原理决定了：每个线程独自拥有一个变量，并非共享或者拷贝。

/** * @author mxdba * */ public class ThreadLocalSample { public static void main(String[] args) { ThreadTest test1 = new ThreadTest(10); ThreadTest test2 = new ThreadTest(20); test1.start(); test2.start(); } } /** * 此线程有两个ThreadLocal变量，但是由于ThreadLocal是延迟初始的， * 所以在debug时可以看到线程名为“线程20”的线程的ThreadLocalMap中没有thLcal2这个entry * @author mxdba * */ class ThreadTest extends Thread { public static ThreadLocal<Integer> thLocal = new ThreadLocal<Integer>(); public static ThreadLocal<String> thLocal2 = new ThreadLocal<String>(); public Integer num; public ThreadTest(Integer num) { super("线程" + num); this.num = num; } @Override public void run() { Integer n = thLocal.get(); if(num != 20) { String s = thLocal2.get(); } if(n == null) { thLocal.set(num); } System.out.println(thLocal.get()); } }  

 

接下来分析一下源码，就更加清楚了。

关键方法代码：

/** * 关键方法，返回当前Thread的ThreadLocalMap * [每个Thread返回各自的ThreadLocalMap，所以各个线程中的ThreadLocal均为独立的] */ ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; }  

Threadlocal的get方法代码

public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); /** * 得到当前线程的ThreadLocalMap */ ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { /** * 在此线程的ThreadLocalMap中查找key为当前ThreadLocal对象的entry */ ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) return (T)e.value; } return setInitialValue(); }  

初始化方法代码：

private T setInitialValue() { /** * 默认返回null，这个方法为protected可以继承 */ T value = initialValue(); Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else /** * 初次创建 */ createMap(t, value); return value; }  

createMap代码：

/** * 给当前thread初始ThreadlocalMap */ void createMap(Thread t, T firstValue) { t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); }  

通过上边的分析，我们发现，ThreadLocal类的使用虽然是用来解决多线程的问题的，但是还是有很明显的针对性

1.最明显的，ThreadLoacl变量的活动范围为某线程，并且我的理解是该线程“专有的，独自霸占”，对该变量的所有操作均有该线程完成！也就是说，ThreadLocal不是用来解决共享，竞争问题的。典型的应用莫过于Spring，Hibernate等框架中对于多线程的处理了。

private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal(); public static Session getSession() throws InfrastructureException { Session s = (Session) threadSession.get(); try { if (s == null) { s = getSessionFactory().openSession(); threadSession.set(s); } } catch (HibernateException ex) { throw new InfrastructureException(ex); } return s; }  

 

这段代码，每个线程有自己的ThreadLocalMap，每个ThreadLocalMap中根据需要初始加载threadSession,这样的好处就是介于singleton与prototype之间，应用singleton无法解决线程，应用prototype开销又太大，有了ThreadLocal之后就好了，对于需要线程“霸占”的变量用ThreadLocal，而该类实例的方法均可以共享。

2.关于内存泄漏：

虽然ThreadLocalMap已经使用了weakReference，但是还是建议能够显示的使用remove方法。