ThreadLocal探索

实现

假设有如下代码

class Single {
    public static ThreadLocal<Integer> ThreadLocalA = new ThreadLocal<>();
    public static ThreadLocal<Integer> ThreadLocalB = new ThreadLocal<>();
}


class Work implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        Single.ThreadLocalA.set(0);
        Single.ThreadLocalB.set(0);
        for(int i = 0 ;i< 10000;i ++) {
            Single.ThreadLocalA.set(Single.ThreadLocalA.get() + 1);
            Single.ThreadLocalB.set(Single.ThreadLocalB.get() + 1);
        }
        System.out.println(Single.ThreadLocalA.get());
        System.out.println(Single.ThreadLocalB.get());
    }
}


public class Test {
    public static void main(String args[]) {
        for(int cnt = 0;cnt < 10 ; cnt ++) {
            Thread thread = new Thread(new Work());
            thread.start();
        }
    }
}

首先输出结果肯定都是10000，而且会打印出二十个10000。

对于这10个线程各自而言，A变量和B变量都是各自私有的，不会干涉到其他线程的A变量和B变量。

这里面有个get方法和set方法，就从这个方法开始看。

点进get。

/**
     * Returns the value in the current thread's copy of this
     * thread-local variable.  If the variable has no value for the
     * current thread, it is first initialized to the value returned
     * by an invocation of the {@link #initialValue} method.
     *
     * @return the current thread's value of this thread-local
     */
    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();
    }
/**
     * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
     * InheritableThreadLocal.
     *
     * @param  t the current thread
     * @return the map
     */
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

首先一上来，他调用了一个getMap方法，点进去，发现这个Map是隶属于thread的一个变量。

意思就是说，每1个thread维护着1个名为threadLocals的ThreadLocalMap数据结构。

点进Thread即可验证。

回到get方法，他拿到了每个线程独有的map之后，他会试图从map里get值，这个值的key是调用get方法的ThreadLocal对象本身。

再看set方法。

    /**
     * Sets the current thread's copy of this thread-local variable
     * to the specified value.  Most subclasses will have no need to
     * override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
     * method to set the values of thread-locals.
     *
     * @param value the value to be stored in the current thread's copy of
     *        this thread-local.
     */
    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

同样也是getmap，然后set的值的key是调用set方法的ThreadLocal对象本身。

通过上面的代码阅读，我们知道了以下信息：

1. Thread 和 ThreadLocalMap 是1 对 1 的关系
2. 一个ThreadLocalMap里会有多个MapEntry，key是ThreadLocal对象，Value是T数据类型的值。

那么按照第一段样例代码，得到的Thread，ThreadLocal，ThreadLocalMap的关系如下所示。

(其中A，B后面的数字表示是在x号线程下的变量副本)。

所以一次get流程在这个图上的体现就是（以1号线程举例）

1. 首先获取自己的线程，通过线程中的threadLocals变量找到自己线程的ThreadLocalMap。
2. 然后在这个Map里，通过ThreadLocal变量，找到自己线程里的值。

关于其中Weak Reference的思考

ThreadLocalMap中的Entry是Weak Reference。

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

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

于是我去查了一下有关Weak Reference的资料

---

当一个对象仅仅被weak reference指向, 而没有任何其他strong reference指向的时候, 如果GC运行,那么这个对象就会被回收.
考虑下面的场景：现在有一个Product类代表一种产品，这个类被设计为不可扩展的，而此时我们想要为每个产品增加一个编号。
一种解决方案是使用HashMap（Product, Integer） 。
这种情况下，我们想要真正的回收一个Product对象，仅仅把它的强引用赋值为null是不够的，还要把相应的条目从HashMap中移除。
显然，根据前面弱引用的定义，使用弱引用能帮助我们达成这个目的。我们只需要用一个指向Product对象的弱引用对象来作为HashMap中的key就可以了。

---

那么把上面的这段话里所有的概念往ThreadLocalMap的场景映射一下。即我们不需要使用这个ThreadLocal对象了，要么我们自己手动操作ThreadLocalMap里的key，要么就让JVM来做这件事。

这样子ThreadLocal这个对象是不会产生内存泄漏的。

但是那个Object会有问题，因为Object是强引用，如果你不手动删除这个entry，这个Object的对象不会被回收。

所以每次使用ThreadLocal之后，建议手动使用它的remove方法。

​