什么是ThreadLocal

文章详细介绍了ThreadLocal的作用、创建和使用方法,分析了其源码,讨论了内存泄漏问题以及为何使用弱引用。强调了及时清理ThreadLocal以避免内存泄漏的重要性。

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目录

一、ThreadLocal是什么?

二、ThreadLocal怎么用

三、ThreadLocal源码分析

四、ThreadLocal内存泄漏问题

五、为什么key使用弱引用

总结


一、ThreadLocal是什么?

ThreadLocal叫做本地线程变量,在使用中填充的是当前线程的变量,该变量对其他线程都是封闭且隔离的,ThreadLoacl为变量在每个线程中创建了一个副本,这样每个线程都可以访问自己内部的副本变量

二、ThreadLocal怎么用

创建一个静态的ThreadLocal,该类中包含设置id,获取id,删除线程3个方法

public class BaseContext {

    public static ThreadLocal<Long> threadLocal = new ThreadLocal<>();

    public static void setCurrentId(Long id) {
        threadLocal.set(id);
    }

    public static Long getCurrentId() {
        return threadLocal.get();
    }

    public static void removeCurrentId() {
        threadLocal.remove();
    }

}

在拦截器中,我们能够获取实体类,通过将登陆id设置到ThreadLoacl上,我们能共享这个id

        // 把登陆ID设置到ThreadLocal上

        BaseContext.setCurrentId(empId);

@Component
@Slf4j
public class JwtTokenAdminInterceptor implements HandlerInterceptor {

    @Autowired
    private JwtProperties jwtProperties;

    /**
     * 校验jwt
     *  在Handler之前执行。就是Controller中标记了@XxxMapping注解的方式
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,       Object handler) throws Exception {
        //判断当前拦截到的是Controller的方法还是其他资源
        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            //当前拦截到的不是动态方法,直接放行
            return true;
        }

        //1、从请求头中获取令牌
        String token = request.getHeader(jwtProperties.getAdminTokenName());

        //2、校验令牌
        try {
            log.info("jwt校验:{}", token);
            Claims claims = JwtUtil.parseJWT(jwtProperties.getAdminSecretKey(), token);
            Long empId = Long.valueOf(claims.get(JwtClaimsConstant.EMP_ID).toString());
            log.info("当前员工id:", empId);

            //把登陆ID设置到ThreadLocal上
            BaseContext.setCurrentId(empId);

            //3、通过,放行
            return true;
        } catch (Exception ex) {
            //4、不通过,响应401状态码
            response.setStatus(401);
            return false;
        }
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        BaseContext.removeCurrentId();;
    }
}
如下,该类就是通过(Long currentId = BaseContext.getCurrentId();)
ThreadLoacl来获取当前的id,来达到用户在登陆时,进行修改密码,前端传输新密码和就密码就行
public Result<String> editPassword(PasswordEditDTO passwordEditDTO) {
    String oldPassword = passwordEditDTO.getOldPassword();
    String newPassword = passwordEditDTO.getNewPassword();
    Long currentId = BaseContext.getCurrentId();
    Employee employee = employeeMapper.findById(currentId);
    oldPassword = DigestUtils.md5DigestAsHex(oldPassword.getBytes());
    if (!oldPassword.equals(employee.getPassword())) {
        //密码错误
        return Result.error(MessageConstant.PASSWORD_ERROR);
    }

    employee.setPassword(DigestUtils.md5DigestAsHex(newPassword.getBytes()));

    employeeMapper.update(employee);
    return Result.success(MessageConstant.UPDATE_SUCCESS);
}

三、ThreadLocal源码分析

1、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) {
        //首先获取当前线程对象
        Thread t = Thread.currentThread();
        //获取线程中变量 ThreadLocal.ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //如果不为空,
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            //如果为空,初始化该线程对象的map变量,其中key 为当前的threadlocal 变量
            createMap(t, value);
    }

    /**
     * Create the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
     * InheritableThreadLocal.
     *
     * @param t the current thread
     * @param firstValue value for the initial entry of the map
     */
//初始化线程内部变量 threadLocals ,key 为当前 threadlocal
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

       /**
         * Construct a new map initially containing (firstKey, firstValue).
         * ThreadLocalMaps are constructed lazily, so we only create
         * one when we have at least one entry to put in it.
         */
        ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }


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

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

汇总下,ThreadLocalMap 为 ThreadLocal 的一个静态内部类,里面定义了Entry 来保存数据。而且是继承的弱引用。在Entry内部使用ThreadLocal作为key,使用我们设置的value作为value

对于每个线程内部有个ThreadLocal.ThreadLocalMap 变量,存取值的时候,也是从这个容器中来获取。

2、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) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }

通过上面的分析,相信你对该方法已经有所理解了,首先获取当前线程,然后通过key threadlocal 获取 设置的value 。

四、ThreadLocal内存泄漏问题

我们首先来看下,下面这个类:

/**
         * The entries in this hash map extend WeakReference, using
         * its main ref field as the key (which is always a
         * ThreadLocal object).  Note that null keys (i.e. entry.get()
         * == null) mean that the key is no longer referenced, so the
         * entry can be expunged from table.  Such entries are referred to
         * as "stale entries" in the code that follows.
         */
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

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

注释说的很清楚了,Note that null keys (i.e. entry.get()* == null)

如果 key threadlocal 为 null 了,这个 entry 就可以清除了。

ThreadLocal是一个弱引用,当为null时,会被当成垃圾回收 。

五、为什么key使用弱引用

如果使用强引用,当ThreadLocal 对象的引用(强引用)被回收了,ThreadLocalMap本身依然还持有ThreadLocal的强引用,如果没有手动删除这个key ,则ThreadLocal不会被回收,所以只要当前线程不消亡,ThreadLocalMap引用的那些对象就不会被回收, 可以认为这导致Entry内存泄漏。

附:强引用-软引用-弱引用

  • 强引用:普通的引用,强引用指向的对象不会被回收;
  • 软引用:仅有软引用指向的对象,只有发生gc且内存不足,才会被回收;
  • 弱引用:仅有弱引用指向的对象,只要发生gc就会被回收。

总结

线程map在下次调用get的时候,会清除key为null的value

使用ThreadLocal务必要在本次线程使用结束之前调用remove方法(一般是在切面的after 中进行)

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