一逊笆、ThreadLocal簡介

? ? ? ? 多線程訪問同一個共享變量時經(jīng)常容易產(chǎn)生并發(fā)問題，為了保證線程安全岂傲，就需要一定的同步機(jī)制难裆，除了常見的加鎖處理以外，JDK還提供了ThreadLocal镊掖，即本地變量副本乃戈。當(dāng)創(chuàng)建了一個ThreadLocal變量，那么訪問這個變量的每一個線程都會有該變量的一個本地副本堰乔，當(dāng)多個線程操作該變量時偏化，實(shí)際操作的是自己的本地內(nèi)存中保存的變量脐恩，從而避免了線程安全問題镐侯。

圖 1-1

二、ThreadLocal使用示例

? ? ? ? 示例代碼：

圖 2-1 示例代碼

圖 2-2 運(yùn)行結(jié)果

? ? ? ? 從運(yùn)行結(jié)果可以看出threadA和threadB調(diào)用的ThreadLocal.set設(shè)置的是線程本地內(nèi)存中的一個副本，這個副本在線程間是隔離的苟翻，彼此不可見韵卤。

三、ThreadLocal實(shí)現(xiàn)原理

? ? ? ? 從Thread源碼中可以看到崇猫，Thread有兩個變量threadLocals和inheritableThreadLocals沈条，而且都是ThreadLocal.ThreadLocalMap類型的變量：

圖 3-1 Thread部分源碼

? ? ? ? 即每個Thread都包含自己的ThreadLocalMap：

圖 3-2 線程與ThreadLocalMap

? ? ? ? 由ThreadLocalMap可以發(fā)現(xiàn)，ThreadLocalMap是ThreadLocal的靜態(tài)內(nèi)部類诅炉，真正起到保存線程私有數(shù)據(jù)的正是這個ThreadLocalMap蜡歹，而ThreadLocal只是在外面包了一層，對外提供統(tǒng)一入口涕烧，下面分析一下ThreadLocalMap的源碼：

圖 3-3 ThreadLocalMap部分源碼

? ? ? ? 可以發(fā)現(xiàn)ThreadLocalMap當(dāng)中有一個名為table的Entry類型的數(shù)組月而，且Entry的鍵是ThreadLocal的弱引用（WeakReference）。而ThreadLocalMap的初始化议纯，實(shí)際上是對Entry數(shù)組的初始化：

圖 3-4 ThreadLocalMap部分源碼

? ? ? ? 到這里大概就猜測到ThreadLocal對各自線程本地變量副本的操作實(shí)際上是對ThreadLocalMap的操作父款，我們驗(yàn)證一下，看幾個ThreadLocal常用的api：

? ? ? ? （1）ThreadLocal.get

圖 3-5 ThreadLocal.get 源碼

? ? ? ? ? ?ThreadLocal中的get方法瞻凤，首先會獲取當(dāng)前線程的ThreadLocalMap憨攒，以ThreadLocal本身作為key去ThreadLocalMap中查找，如果存在不為空Entry阀参，就返回Entry.value肝集，否則就會初始化ThreadLocalMap并返回初始化后的默認(rèn)值，初始化源碼如下：

圖 3-6 ThreadLocalMap初始化源碼

? ? ? ? （2）ThreadLocal.set

圖 3-7 ThreadLocal.set源碼

? ? ? ? 先獲取當(dāng)前線程蛛壳，并取出當(dāng)前線程的ThreadLocalMap包晰，如果ThreadLocalMap不為空，則直接以key為ThreadLocal引用為鍵炕吸，value為關(guān)聯(lián)值進(jìn)行存儲伐憾；如果ThreadLocalMap為空，則會先創(chuàng)建ThreadLocalMap再進(jìn)行存儲赫模。

? ? ? ? （3）ThreadLocal.remove

圖 3-8 ThreadLocal.remove源碼

? ? ? ? 先根據(jù)當(dāng)前線程獲取到該線程的TreadLocalMap树肃，如果ThreadLocalMap存在，就調(diào)用ThreadLocalMap.remove方法刪除當(dāng)前線程中指定的ThreadLocal實(shí)例的本地變量瀑罗。

? ? ? ? 綜上胸嘴，可以得出ThreadLocal存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

圖 3-9 ThreadLocal

四、ThreadLocal內(nèi)存泄露問題

? ? ? ? ThreadLocalMap是Thread類的成員變量斩祭，Thread銷毀時劣像，ThreadLocalMap也會隨之銷毀，即ThreadLocalMap的生命周期與Thread綁定摧玫。而ThreadLocalMap內(nèi)部維護(hù)了一個Enrty數(shù)組耳奕，而Entry數(shù)組的鍵為ThreadLocal的弱引用，弱引用的特點(diǎn)是食铐，JVM將會在下一次GC的時候清理掉弱引用丐谋，而ThreadLocalMap的value為對象的強(qiáng)引用，且ThreadLocalMap生命周期與Thread相同奈懒，當(dāng)GC發(fā)生時芍躏，會出現(xiàn)key被清理邪乍，而value還存活的情況，導(dǎo)致value無法訪問到对竣，無法被回收庇楞，此時就會發(fā)生內(nèi)存泄露。

圖 4-1 ThreadLocal引用關(guān)系

強(qiáng)否纬、軟姐刁、弱、虛引用內(nèi)容可以參考深入理解Java虛擬機(jī)（三）—— 垃圾收集器與內(nèi)存分配策略

? ? ? ? 解決辦法：在將ThreadLocal設(shè)置為空前烦味，執(zhí)行remove方法聂使，將key為空的鍵值對也清空。

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