ThreadLocal详解

一、对ThreadLocal(线程局部变量)的理解

ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。

使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。

当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

 

二、ThreadLocal的常用方法

1、设置当前线程中变量的副本

public void set(T value) {
　　Thread t = Thread.currentThread();//获得当前的线程
　　ThreadLocalMap map = getMap(t);//获得当前线程的Map(用于存储每一个线程的变量副本，Map中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本)
　　if (map != null)　　　　　　　　　　
　　　　map.set(this, value);//如果map存在的话,就将当前ThreadLocal对象作为key,需要保存的变量作为value,存放在map　　　　
　　else
　　　　createMap(t, value);//如果map不存在,就初始化map
}

2、返回当前线程对应的线程局部变量

public T get() {
　　Thread t = Thread.currentThread();//获得当前线程
　　ThreadLocalMap map = getMap(t);//获得当前线程的Map
　　if (map != null) {
　　　　ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);//获得key(当前ThreadLocal对象)对应的entry
　　　　if (e != null) {
　　　　　　@SuppressWarnings("unchecked")
　　　　　　T result = (T)e.value;//读取entry对应的value
　　　　　　return result;
　　　　}
　　}
　　return setInitialValue();
}

 

3、返回当前线程Map中key=当前ThreadLocal对象对应value的初始值

protected T initialValue() {
　　return null;
}

在线程通过get()方法获得变量的时候initialValue()会被第一次调用

如果在get()方法前，先调用了set()方法，那么initialValue()不会被调用

 

4、删除当前线程Map中key=当前ThreadLocal对象对应value的初始值

public void remove() {
　　ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
　　if (m != null)
　　　　m.remove(this);
　　}
}

 

5、(特别注意)ThreadLocalMap中Entry的key是软引用

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

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

软引用

WeakReference是Java语言规范中为了区别直接的对象引用（程序中通过构造函数声明出来的对象引用）而定义的另外一种引用关系。
WeakReference标志性的特点是：reference实例不会影响到被应用对象的GC回收行为（即只要对象被除WeakReference对象之外所有的对象解除引用后，该对象便可以被GC回收），只不过在被对象回收之后，reference实例想获得被应用的对象时程序会返回null

理解 : ThreadLocalMap中的key是弱引用，不会影响到threadLocal的GC行为。如果是强引用的话，在线程运行过程中，我们不再使用threadLocal了，将threadLocal置为null，但threadLocal在线程的ThreadLocalMap里还有引用，导致其无法被GC回收（当然，可以等到线程运行结束后，整个Map都会被回收，但很多线程要运行很久，如果等到线程结束，便会一直占着内存空间）。而key声明为WeakReference，threadLocal置为null后，线程的threadLocalMap就不算强引用了，threadLocal就可以被GC回收了。map的后续操作中，也会逐渐把对应的"stale entry"清理出去，避免内存泄漏。

　　所以，我们在使用完ThreadLocal变量时，尽量用threadLocal.remove()来清除，避免threadLocal=null的操作。前者remove()会同时清除掉线程threadLocalMap里的entry，算是彻底清除；而后者虽然释放掉了threadLocal，但线种threadLocalMap里还有其"stale entry"，后续还需要处理。

 

三、应用场景

ThreadLocal的典型用途是提供上下文信息，比如在一个Web服务器中，一个线程执行用户的请求，在执行过程中，很多代码都会访问一些共同的信息，比如请求信息、用户身份信息、数据库连接、当前事务等，它们是线程执行过程中的全局信息，如果作为参数在不同代码间传递，代码会很啰嗦，这时，使用ThreadLocal就很方便，所以它被用于各种框架如Spring中，我们看个简单的示例：

public class RequestContext {
　　public static class Request { //...
　　};

　　private static ThreadLocal<String> localUserId = new ThreadLocal<>();
　　private static ThreadLocal<Request> localRequest = new ThreadLocal<>();

　　public static String getCurrentUserId() {
　　　　return localUserId.get();
　　}

　　public static void setCurrentUserId(String userId) {
　　　　localUserId.set(userId);
　　}

　　public static Request getCurrentRequest() {
　　　　return localRequest.get();
　　}

　　public static void setCurrentRequest(Request request) {
　　　　localRequest.set(request);
　　}

}

 

 

 

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