ThreadLocal原理解析

最新推荐文章于 2025-04-01 21:59:27 发布

农夫渔民

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本文解析了ThreadLocal的工作原理，包括其内部数据结构ThreadLocalMap及如何解决hash冲突等问题，并强调了正确使用ThreadLocal以避免内存泄漏的重要性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

ThreadLocal原理解析

 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
 
 public class ThreadId {
     // Atomic integer containing the next thread ID to be assigned
     private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);
 
     // Thread local variable containing each thread's ID
     private static final ThreadLocal&lt;Integer> threadId =
         new ThreadLocal&lt;Integer>() {
             Override protected Integer initialValue() {
                 return nextId.getAndIncrement();
         }
     };
 
     // Returns the current thread's unique ID, assigning it if necessary
     public static int get() {
         return threadId.get();
     }
 }

ThreadLocal的使用如上图所示。

看下内部数据结构，看下get方法


    /**
     * 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)
                return (T)e.value;
        }
        return setInitialValue();
    }

具体的数据结构就是ThreadLocalMap，key为Thread.currentThread()，具体保存副本变量的地方就是ThreadLocalMap.Entry，

与HashMap不同的是，ThreadLocalMap对hash冲突的解决办法是线性探测下一个可用的地址。

一般来说使用ThreadLocal需要重写initialValue()方法,

ThreadLocalMap的问题

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

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

由于ThreadLocalMap的key是弱引用，而Value是强引用。这就导致了一个问题，ThreadLocal在没有外部对象强引用时，发生GC时弱引用Key会被回收，而Value不会回收，如果创建ThreadLocal的线程一直持续运行，那么这个Entry对象中的value就有可能一直得不到回收，发生内存泄露。

既然Key是弱引用，那么我们要做的事，就是在调用ThreadLocal的get()、set()方法时完成后再调用remove方法，将Entry节点和Map的引用关系移除，这样整个Entry对象在GC Roots分析后就变成不可达了，下次GC的时候就可以被回收。

如果使用ThreadLocal的set方法之后，没有显示的调用remove方法，就有可能发生内存泄露，所以养成良好的编程习惯十分重要，使用完ThreadLocal之后，记得调用remove方法。