问题
首先看看下面几个关于ThreadLocal的几个问题,是不是知道为什么呢?
Q1:内存泄漏
Q2:ThreadLocalMap中的Key是ThreadLocal实例对象
Q3:ThreadLocal用static修饰
使用
ThreadLocal
提供了线程安全的另一种思路,我们平常说的线程安全主要是保证共享数据的并发访问问题,通过sychronized
锁或者CAS
无锁策略保证数据的一致性。ThreadLocal
是让每个线程都拥有一份线程私有的数据,线程之间彼此不影响。
下面的例子有2个线程[thread#1]
,[thread#2]
修改类变量initVal
,当类变量是ThreadLocal的时候2个线程修改的值互不影响,打印的结果都是10
public class ThreadLocalDemo {
private static ThreadLocal<Integer> initVal = new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return 0;
}
};
public static void modify() {
initVal.set(initVal.get() + 10);
System.out.println(initVal.get());
}
public static void main(String[] args) {
new Thread("Thread#1") {
@Override
public void run() {
modify();
}
}.start();
new Thread("Thread#2") {
@Override
public void run() {
modify();
}
}.start();
}
}
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上面的例子2个线程是如果做到同时独立修改变量的,答案就在ThreadLocal的set()
,get()
方法里面
原理
每个线程Thread中维护了线程局部变量ThreadLocalMap,ThreadLocal的get,set操作就是操作了Thread中的线程局部变量ThreadLocalMap对象。下面这张图可以更清晰的说明数据是如何产生副本的
这里的ThreadLocalMap是作为线程Thread的一个变量定义的,这样定义的好处是ThreadLoaclMap的生命周期跟所属的线程ThreadLocal保持一致,Thread销毁后,Map也随之销毁public T get() {
//①get方法首先获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
//②获取当前线程中的ThreadLocalMap变量
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
//③this说明entry的key是ThreadLocal
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
//④如果entry空,则value取初始化的Value值
return setInitialValue();
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
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有ThreadLocal#get方法注释②的代码可以看到,这个ThreadLocalMap是线程中的变量,也就是说每个线程都是相互独立的
public
class Thread implements Runnable {
//************************其他变量定义**********************//
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
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应用场景
Spring中的事务管理器就是通过ThreadLocal保存一些框架相关的数据,而这些数据是线程间独立的,TransactionSynchronizationManager
,RequestContextHolder
,LocaleContextHolder
等就是通过ThreadLocal保存各自线程变量的副本。通过ThreadLocal保存可以在AOP中同一个线程内获取同一个事务数据链接对象,避免重复创建或者区分它们
解惑
Q1:内存泄漏
内存泄漏其实不是ThreadLoacl本身存在的问题,更多的是使用不当造成的 TheadLocalMap中的Entry是弱引用的,弱引用的对象在Java中的生命周期是非常短暂的,Entry的key是弱引用,当没有强引用ThreadLocal的时候,这个key就会被GC回收,但是Value还是强引用,并不会随Key一起被GC回收,需要手工清除或者等程序线程结束。
static class ThreadLocalMap {
/**
* The entries in this hash map extend WeakReference, using
* its main ref field as the key (which is always a
* ThreadLocal object). Note that null keys (i.e. entry.get()
* == null) mean that the key is no longer referenced, so the
* entry can be expunged from table. Such entries are referred to
* as "stale entries" in the code that follows.
*/
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
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下图描述了对象之间的引用关系,由于ThreadLocalMap中的Entry继承了弱引用,而Entry中的Key是ThreadLocal,Value则是存储的对象,所以Key
Q2:ThreadLocalMap中的Key是ThreadLocal实例对象
ThreadLocalMap中的key是ThreadLocal实例对象,并不是想当然的线程ID等,用线程ID唯一值的话再一个线程有多个ThreadLocal变量时就不知道应该获取哪个Value
Q3:ThreadLocal用static修饰
static修饰ThreadLocal的话,使之成为静态变量而不是实例变量,避免了重复创建ThreadLocal实例,因为ThreadLocal本身就是线程的副本