ThreadLocal-分析-总结

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

 

 写道

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，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;
     }

 

 

 

 

 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();
     }

 

 

 

 

 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;
     }

 

 

 

 /**
  * 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。