多线程总结（五）长文，详解ThreadLocal源码

最新推荐文章于 2024-08-18 22:55:46 发布

cy刘皇叔

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分类专栏：多线程与高并发文章标签： java 多线程并发编程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44213940/article/details/117198868

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本文详细剖析了Java并发编程中的ThreadLocal机制，包括其数据结构、哈希算法、内存泄漏问题及其原因，以及set()和get()方法的源码分析。特别强调了ThreadLocalMap的弱引用可能导致的内存泄漏，并介绍了Josh Bloch和Doug Lea针对此问题的优化方法，如探测式清理和启发式清理。同时，文章详细阐述了set()方法处理hash冲突的逻辑和探测式清理过程。

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在并发编程中有一个线程副本的概念，就是ThreadLocal，今天我们就着重来分析一个这个Theadlocal，我们将会从以下五个方面来分析这个问题，
数据结构
hash算法
hash冲突
内存泄漏问题
 set(),get()方法源码详解
 探测式清理，启发式清理
 扩容机制

数据结构

在这里插入图片描述
Thread类有一个类型为ThreadLocal.ThreadLocalMap的实例变量threadLocals，也就是说每个线程有一个自己的ThreadLocalMap。
每个线程Thread拥有一份自己的副本变量，所以线程之间互不影响。

ThreadLocalMap，这是一个类似hashmap的结构，key可以认为就是对应的TheadLocal,value就是对应的代码存入值
（但是我们需要注意的是这个key只是对于的ThreadLocal的一个弱引用！可能会导致内存泄漏问题，至于具体的原因，我们稍后再聊）
ThreadLocalMap与hashmap有一个核心数据结构上的区别是ThreadLocalMap使用数组的方式存储，而hashmap使用数组+链表/红黑树（jdk1.8）换句话说，ThreadLocalMap是没有使用拉链法解决hash冲突的问题的，因为ThreadLocalMap根本就不存在链表这个数据结构。
好了，至此我们可以引出ThreadLocalMap的hash算法与hash冲突的机制了

hash算法

int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
1.len长度必须是2的幂次方，这个hashmap的hash算法类似，因为位运算比取模快，如果长度是2的幂次方的话，那么-1的话，低位会形成二进制1111的结构

public class ThreadLocal<T> {
   
    private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();

    private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();

    private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647

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