ThreadLocal(线程变量)的底层原理

目录

ThreadLocal的原理

ThreadLocal方法

main()方法

set()方法

getMap()方法

Entry结构

ThreadLocal如何引起内存泄露

内存泄露

强引用（Strong）

软引用（Soft）

弱引用（Weak）

虚引用（Phantom）

总结

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ThreadLocal的原理

ThreadLocal与线程同步机制不同，线程同步机制是多个线程共享同一个变量，对这个共享变量的修改，通过无锁或者有锁的机制保证线程的安全

ThreadLocal是为每一个线程，创建一个只属于它自己的变量副本，线程可以改变自己所拥有的变量副本，而不会影响其他线程所对应的副本

往ThreadLocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的

一个线程使用自己的局部变量比使用全局变量方便且安全，因为局部变量只有线程自己能看见，不会影响其他线程

ThreadLocal方法

main()方法

set()方法

getMap()方法

threadLocals的类型为ThreadLocal.ThreadLocalMap

ThreadLocal.ThreadLocalMap由一个Entry数组组成

Entry结构

一个Entry是一个key-value类型的数据，key为ThreadLocal对象，value为set()中所传递的参数值

上图中:Thread强引用着ThreadLocalMap, ThreadLocalMap弱引用着ThreadLocal

set()的过程，先得到当前线程，每个线程都有一个对应的threadLocalMap集合（threadLocals，里面保存了和当前线程相关的所有ThreadLocal，维护了一个数组，数组里面的每个元素都是一个Entry对象）

ThreadLocal如何引起内存泄露

内存泄露

分配的堆内存由于各种原因未能释放或无法释放，造成系统内存的浪费

每种编程语言都有自己操作内存中元素的方式，在Java中是通过引用（reference）

在 Java中一切都被视为对象，我们操作的标识符，实际上是对象的一个引用，程序通过这个引用来实现操作对象

Java中的引用分为四种，从强到弱依次为∶强引用、软引用、弱引用和虚引用

引用的强度代表了对内存占用的能力大小，具体表现在GC的时候，引用的对象会不会被回收，什么时候被回收

强引用（Strong）

   只要强引用存在，垃圾回收器将永远不会回收被引用的对象，哪怕内存不足时，JVM也会直接抛出OutOfMemoryError，不会去回收

   如果想中断强引用与对象之间的联系，可以主动将强引用赋值为null，这样一来，VM就可以在适当的时候回收对象

软引用（Soft）

   软引用是用来描述一些还有用但是并非必须的对象

   相对于强引用，软引用在内存充足时可能不会被回收，在内存不够时会被回收

   如果内存不足，系统在有可能发生内存溢出之前，将会把这些对象进行回收

   如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出

弱引用（Weak）

   弱引用的引用强度比软引用要更弱一些，表示非必须的对象

   无论内存是否足够，被弱引用关联的对象只能生存到下一次GC发生之前

   也就是说只要JVM开始进行垃圾回收，那些被弱引用关联的对象都会被回收

虚引用（Phantom）

   它是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间造成影响

   为一个对象设置虚引用关联的唯一目的，就是在这个对象被GC回收时收到一个系统通知

从Entry的源码可以看出，ThreadLocalMap是以弱引用的方式引用者ThreadLocal,弱引用的对象只有触发了垃圾回收，就会被回收掉。

如果ThreadLocal没有被TreadLocalMap以外的对象引用，则在下一次GC的时候，ThreadLocal实例就会被回收

那么此时数组中的一个entry中的Key就是null，因此在没有额外操作的情况下，此处entry里面保存的Value永远不会被外部访问到

但是只要Thread实例一直存在，Thread实例就强引用着ThreadLocalMap，因此ThreadLocalMap就不会被回收，那么这里K为null的V就一直占用着内存

总结

ThreadLocal如果使用不当，有可能引起内存泄露