對ThreadLocal實(shí)現(xiàn)原理的一點(diǎn)思考

前言

《透徹理解Spring事務(wù)設(shè)計(jì)思想之手寫實(shí)現(xiàn)》中编兄,已經(jīng)向大家揭示了Spring就是利用ThreadLocal來實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程中的Connection是同一個(gè)逊躁,從而保證了事務(wù)沼瘫。本篇博客將帶大家來深入分析ThreadLocal的實(shí)現(xiàn)原理南片。


ThreadLocal是什么慢叨、有什么族扰、能做什么种柑?

ThreadLocal提供一個(gè)線程(Thread)局部變量岗仑,訪問到某個(gè)變量的每一個(gè)線程都擁有自己的局部變量。說白了莹规,ThreadLocal就是想在多線程環(huán)境下去保證成員變量的安全赔蒲。

ThreadLocal提供的方法

ThreadLocal API

對于ThreadLocal而言,常用的方法良漱,就是get/set/initialValue方法舞虱。

我們先來看一個(gè)例子

demo

運(yùn)行結(jié)果

是你想象中的結(jié)果么?

很顯然母市,在這里矾兜,并沒有通過ThreadLocal達(dá)到線程隔離的機(jī)制,可是ThreadLocal不是保證線程安全的么患久?這是什么鬼椅寺?

雖然,ThreadLocal讓訪問某個(gè)變量的線程都擁有自己的局部變量蒋失,但是如果這個(gè)局部變量都指向同一個(gè)對象呢返帕?這個(gè)時(shí)候ThreadLocal就失效了。仔細(xì)觀察下圖中的代碼篙挽,你會發(fā)現(xiàn)荆萤,threadLocal在初始化時(shí)返回的都是同一個(gè)對象a!


看一看ThreadLocal源碼

我們直接看最常用的set操作:

set


線程局部變量


createMap

你會看到铣卡,set需要首先獲得當(dāng)前線程對象Thread链韭;

然后取出當(dāng)前線程對象的成員變量ThreadLocalMap;

如果ThreadLocalMap存在煮落,那么進(jìn)行KEY/VALUE設(shè)置敞峭,KEY就是ThreadLocal;

如果ThreadLocalMap沒有蝉仇,那么創(chuàng)建一個(gè)旋讹;

說白了殖蚕,當(dāng)前線程中存在一個(gè)Map變量,KEY是ThreadLocal骗村,VALUE是你設(shè)置的值嫌褪。

看一下get操作:

get

這里其實(shí)揭示了ThreadLocalMap里面的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu),從上面的代碼來看胚股,ThreadLocalMap中存放的就是Entry,Entry的KEY就是ThreadLocal裙秋,VALUE就是值琅拌。

ThreadLocalMap.Entry:

弱引用?

在JAVA里面摘刑,存在強(qiáng)引用进宝、弱引用、軟引用枷恕、虛引用党晋。這里主要談一下強(qiáng)引用和弱引用。

強(qiáng)引用徐块,就不必說了未玻,類似于:

A a = new A();

B b = new B();

考慮這樣的情況:

C c = new C(b);

b = null;

考慮下GC的情況。要知道b被置為null胡控,那么是否意味著一段時(shí)間后GC工作可以回收b所分配的內(nèi)存空間呢扳剿?答案是否定的,因?yàn)榧幢鉨被置為null昼激,但是c仍然持有對b的引用庇绽,而且還是強(qiáng)引用,所以GC不會回收b原先所分配的空間橙困!既不能回收利用瞧掺,又不能使用,這就造成了內(nèi)存泄露凡傅。

那么如何處理呢辟狈?

可以c = null;也可以使用弱引用!(WeakReference w = new WeakReference(b);)

分析到這里像捶,我們可以得到:

內(nèi)存結(jié)構(gòu)圖

這里我們思考一個(gè)問題:ThreadLocal使用到了弱引用上陕,是否意味著不會存在內(nèi)存泄露呢?

首先來說拓春,如果把ThreadLocal置為null释簿,那么意味著Heap中的ThreadLocal實(shí)例不在有強(qiáng)引用指向,只有弱引用存在硼莽,因此GC是可以回收這部分空間的庶溶,也就是key是可以回收的煮纵。但是value卻存在一條從Current Thread過來的強(qiáng)引用鏈。因此只有當(dāng)Current Thread銷毀時(shí)偏螺,value才能得到釋放行疏。

因此,只要這個(gè)線程對象被gc回收套像,就不會出現(xiàn)內(nèi)存泄露酿联,但在threadLocal設(shè)為null和線程結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)不會被回收的,就發(fā)生了我們認(rèn)為的內(nèi)存泄露夺巩。最要命的是線程對象不被回收的情況贞让,比如使用線程池的時(shí)候,線程結(jié)束是不會銷毀的柳譬,再次使用的喳张,就可能出現(xiàn)內(nèi)存泄露。

那么如何有效的避免呢美澳?

事實(shí)上销部,在ThreadLocalMap中的set/getEntry方法中,會對key為null(也即是ThreadLocal為null)進(jìn)行判斷制跟,如果為null的話舅桩,那么是會對value置為null的。我們也可以通過調(diào)用ThreadLocal的remove方法進(jìn)行釋放凫岖!


好了江咳,到這里,ThreadLocal的剖析就完成了哥放,自己對ThreadLocal的認(rèn)識又深入了些歼指,^_^

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