前言
在面試環(huán)節(jié)中囤屹，考察"ThreadLocal"也是面試官的家常便飯熬甚，所以對(duì)它理解透徹，是非常有必要的.
有些面試官會(huì)開門見山的提問(wèn)：
“知道ThreadLocal嗎肋坚？”
“講講你對(duì)ThreadLocal的理解”
當(dāng)然了乡括，也有面試官會(huì)慢慢引導(dǎo)到這個(gè)話題上，比如提問(wèn)“在多線程環(huán)境下智厌，如何防止自己的變量被其它線程篡改”诲泌，將主動(dòng)權(quán)交給你自己，剩下的靠自己發(fā)揮铣鹏。
那么ThreadLocal可以做什么敷扫，在了解它的應(yīng)用場(chǎng)景之前，我們先看看它的實(shí)現(xiàn)原理诚卸，只有知道了實(shí)現(xiàn)原理葵第，才好判斷它是否符合自己的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。
ThreadLocal是什么
首先合溺，它是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)卒密，有點(diǎn)像HashMap，可以保存"key : value"鍵值對(duì)棠赛，但是一個(gè)ThreadLocal只能保存一個(gè)哮奇，并且各個(gè)線程的數(shù)據(jù)互不干擾。
ThreadLocal<String> localName = new ThreadLocal();
localName.set("占小狼");
String name = localName.get();
在線程1中初始化了一個(gè)ThreadLocal對(duì)象localName睛约，并通過(guò)set方法鼎俘，保存了一個(gè)值占小狼，同時(shí)在線程1中通過(guò)localName.get()可以拿到之前設(shè)置的值辩涝，但是如果在線程2中而芥，拿到的將是一個(gè)null。
這是為什么膀值，如何實(shí)現(xiàn)棍丐？不過(guò)之前也說(shuō)了误辑，ThreadLocal保證了各個(gè)線程的數(shù)據(jù)互不干擾。
看看set(T value)和get()方法的源碼
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
可以發(fā)現(xiàn)歌逢，每個(gè)線程中都有一個(gè)ThreadLocalMap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)巾钉，當(dāng)執(zhí)行set方法時(shí)，其值是保存在當(dāng)前線程的threadLocals變量中秘案，當(dāng)執(zhí)行set方法中砰苍，是從當(dāng)前線程的threadLocals變量獲取。
所以在線程1中set的值阱高，對(duì)線程2來(lái)說(shuō)是摸不到的赚导，而且在線程2中重新set的話，也不會(huì)影響到線程1中的值赤惊，保證了線程之間不會(huì)相互干擾吼旧。
那每個(gè)線程中的ThreadLoalMap究竟是什么？
ThreadLoalMap
本文分析的是1.7的源碼未舟。
從名字上看圈暗，可以猜到它也是一個(gè)類似HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是在ThreadLocal中裕膀，并沒實(shí)現(xiàn)Map接口员串。
在ThreadLoalMap中，也是初始化一個(gè)大小16的Entry數(shù)組昼扛，Entry對(duì)象用來(lái)保存每一個(gè)key-value鍵值對(duì)寸齐，只不過(guò)這里的key永遠(yuǎn)都是ThreadLocal對(duì)象，是不是很神奇抄谐，通過(guò)ThreadLocal對(duì)象的set方法渺鹦，結(jié)果把ThreadLocal對(duì)象自己當(dāng)做key，放進(jìn)了ThreadLoalMap中斯稳。
這里需要注意的是，ThreadLoalMap的Entry是繼承WeakReference迹恐，和HashMap很大的區(qū)別是挣惰，Entry中沒有next字段，所以就不存在鏈表的情況了殴边。
hash沖突
沒有鏈表結(jié)構(gòu)憎茂，那發(fā)生hash沖突了怎么辦？
先看看ThreadLoalMap中插入一個(gè)key-value的實(shí)現(xiàn)
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
每個(gè)ThreadLocal對(duì)象都有一個(gè)hash值threadLocalHashCode锤岸，每初始化一個(gè)ThreadLocal對(duì)象竖幔，hash值就增加一個(gè)固定的大小0x61c88647。
在插入過(guò)程中是偷，根據(jù)ThreadLocal對(duì)象的hash值拳氢，定位到table中的位置i募逞，過(guò)程如下：
1、如果當(dāng)前位置是空的馋评，那么正好放接，就初始化一個(gè)Entry對(duì)象放在位置i上；
2留特、不巧纠脾，位置i已經(jīng)有Entry對(duì)象了，如果這個(gè)Entry對(duì)象的key正好是即將設(shè)置的key蜕青，那么重新設(shè)置Entry中的value苟蹈；
3、很不巧右核，位置i的Entry對(duì)象慧脱，和即將設(shè)置的key沒關(guān)系，那么只能找下一個(gè)空位置蒙兰；
這樣的話磷瘤，在get的時(shí)候，也會(huì)根據(jù)ThreadLocal對(duì)象的hash值搜变，定位到table中的位置采缚，然后判斷該位置Entry對(duì)象中的key是否和get的key一致，如果不一致挠他，就判斷下一個(gè)位置
可以發(fā)現(xiàn)扳抽，set和get如果沖突嚴(yán)重的話，效率很低殖侵，因?yàn)門hreadLoalMap是Thread的一個(gè)屬性贸呢，所以即使在自己的代碼中控制了設(shè)置的元素個(gè)數(shù)，但還是不能控制其它代碼的行為拢军。
內(nèi)存泄露
ThreadLocal可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏楞陷，為什么？ 先看看Entry的實(shí)現(xiàn)：
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
通過(guò)之前的分析已經(jīng)知道茉唉，當(dāng)使用ThreadLocal保存一個(gè)value時(shí)固蛾，會(huì)在ThreadLocalMap中的數(shù)組插入一個(gè)Entry對(duì)象，按理說(shuō)key-value都應(yīng)該以強(qiáng)引用保存在Entry對(duì)象中度陆，但在ThreadLocalMap的實(shí)現(xiàn)中艾凯，key被保存到了WeakReference對(duì)象中。
這就導(dǎo)致了一個(gè)問(wèn)題懂傀，ThreadLocal在沒有外部強(qiáng)引用時(shí)趾诗，發(fā)生GC時(shí)會(huì)被回收，如果創(chuàng)建ThreadLocal的線程一直持續(xù)運(yùn)行蹬蚁，那么這個(gè)Entry對(duì)象中的value就有可能一直得不到回收恃泪，發(fā)生內(nèi)存泄露郑兴。
如何避免內(nèi)存泄露
既然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有內(nèi)存泄露的隱患，自然有應(yīng)對(duì)的策略悟泵，在調(diào)用ThreadLocal的get()杈笔、set()可能會(huì)清除ThreadLocalMap中key為null的Entry對(duì)象，這樣對(duì)應(yīng)的value就沒有GC Roots可達(dá)了糕非，下次GC的時(shí)候就可以被回收蒙具，當(dāng)然如果調(diào)用remove方法，肯定會(huì)刪除對(duì)應(yīng)的Entry對(duì)象朽肥。
如果使用ThreadLocal的set方法之后禁筏，沒有顯示的調(diào)用remove方法，就有可能發(fā)生內(nèi)存泄露衡招，所以養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣十分重要篱昔，使用完ThreadLocal之后，記得調(diào)用remove方法始腾。
ThreadLocal<String> localName = new ThreadLocal();
try {
localName.set("占小狼");
// 其它業(yè)務(wù)邏輯
} finally {
localName.remove();
}
最后
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