20210419_ThreadLocal 详解

最新推荐文章于 2024-10-20 08:30:00 发布

hanxirensheng

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分类专栏： Java高并发

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hanxirensheng/article/details/115868875

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本文详细介绍了ThreadLocal的概念、工作原理及应用场景，包括如何避免内存泄漏等问题。

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文章目录

一、ThreadLocal是什么

ThreadLocal是JDK提供的，线程本地变量。也就是如果创建了一个ThreadLocal变量，那么访问这个变量的所有线程都会有这个变量的本地拷贝，多个线程操作这个变量的时候，实际上是操作本地变量的拷贝。实现了多个线程中变量的隔离，避免了线程安全的问题。

一个ThreadLocal在一个线程中是共享的，在不同线程之间是隔离的(每一个线程只能看到自己线程的值)

二、ThreadLocal原理

ThreadLocal存储的值，并不是在ThreadLocal实例中，而是存储在每一个Thread实例的ThreadLocalMap中。ThreadLocalMap为Thread类的一个变量。

public class Thread implements Runnable {
    //......
    ThreadLocalMap threadLocals;
    ThreadLocalMap inheritableThreadLocals;
   //......
}

我们通过ThreadLocal的set方法进行分析。

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread(); //获取当前使用ThreadLoacal实例的线程
        ThreadLocal.ThreadLocalMap map = this.getMap(t); //获取当前线程的ThreaLocalMap对象
        if (map != null) {
            map.set(this, value);//将值value存储在当前线程的map中
        } else {
            this.createMap(t, value);//创建线程，并将值value存储到当前线程的ThreaLocalMap中
        }

    }
		//获取当前线程的ThreadLoacalMap对象
    ThreadLocal.ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
		//创建当前线程的ThreadLocalMap对象
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocal.ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

我们可以简单的把ThreadLocalMap理解成Map对象，key为当前的ThreadLocal对象，value则可以是任何的。当我们使用ThreadLocal对象set一个新的值的时候。首先会获取该线程的ThreadLoacalMap对象，如果能够获取到则设置该变量，如果获取不到则创建，并设置。而这些变量，都是属于具体的某一个Thread实例的。不同的线程之间这些变量都是隔离的。

三、ThreadLocal怎么用

根据上面的总结，使用场景可以概括为：每个线程需要单独的变量实例，且这些实例不能被其他线程所共享。

线程安全

public class DateUtil {
    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> format1 = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        }
    };

    public static String formatDate(Date date) {
        return format1.get().format(date);
    }
}

因为，SimpleDateFormat是线程非安全的，在多线程的环境中，直接调用同一个DateFormat实例的时候，就会出现线程不安全现象。使用ThreadLocal则可以规避此问题。

存储用户Session

		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;
    }

存储数据库连接
进行事务操作，用于存储线程事务信息。

四、ThreadLocal内存泄露问题

在这里插入图片描述

上图详细的展示了ThreadLocal变量的引用关系。阐述了ThreadLocal和Thread以及ThreadLocalMap三者的关系。

Thread中有个map，就是ThreadLocalMap
ThreadLocalMap的key是ThreadLocal，值为任意类型
ThreadLocal是一个弱引用，当为null时，会被当成垃圾回收
突然我们ThreadLocal是null了，也就是要被垃圾回收器回收了，但是此时我们的ThreadLocalMap生命周期和Thread的一样，它不会回收，这时候就出现了一个现象。那就是ThreadLocalMap的key没了，但是value还在，这就造成了内存泄漏

解决办法：使用完ThreadLocal后，执行remove操作，避免出现内存溢出情况。

原因：如果ThreadLocal没有外部强引用，那么在发生垃圾回收的时候，ThreadLocal就必定会被回收，而ThreadLocal又作为Map中的key，ThreadLocal被回收就会导致一个key为null的entry，外部就无法通过key来访问这个entry，垃圾回收也无法回收，这就造成了内存泄漏

解决办法是每次使用完ThreadLocal都调用它的remove()方法清除数据，或者按照JDK建议将ThreadLocal变量定义成private static，这样就一直存在ThreadLocal的强引用，也就能保证任何时候都能通过ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值，进而清除掉。