深入淺出解析Java ThreadLocal原理

第深入淺出解析JavaThreadLocal原理staticThreadLocalStringlocalStr=newThreadLocal();

staticInheritableThreadLocalStringinheritableLocalStr=newInheritableThreadLocal();

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{

inheritableLocalStr.set("main線程第一次為inheritableLocalStr設(shè)置的值");

newThread(newRunnable(){

@Override

publicvoidrun(){

log.debug("子線程第一次訪問inheritableLocalStr:"+inheritableLocalStr.get());

try{

Thread.sleep(1000);

}catch(InterruptedExceptione){

e.printStackTrace();

log.debug("子線程第二次訪問inheritableLocalStr:"+inheritableLocalStr.get());

}).start();

Thread.sleep(500);

inheritableLocalStr.set("main線程第二次為inheritableLocalStr設(shè)置的值");

log.debug("main線程第二次為inheritableLocalStr賦值");

Thread.sleep(1000);

看下輸出：

可以發(fā)現(xiàn)，子線程創(chuàng)建出來后，對(duì)父線程中inheritThreadLocals的修改操作，對(duì)子線程不可見。

總結(jié)

ThreadLocal不可繼承，threadLocals是當(dāng)前線程的成員變量，在子線程中不可見。

InheritableThreadLocal可繼承，原理是：在新建子線程的時(shí)候，將父線程中inheritThreadLocals所有的entry拷貝給了子線程。

子線程創(chuàng)建出來后，對(duì)父線程中inheritThreadLocals的修改操作，對(duì)子線程不可見。

4.存在的內(nèi)存泄露問題

要充分理解ThreadLocal中存在的內(nèi)存泄露問題，需要有以下JVM對(duì)內(nèi)存管理的前置知識(shí)（這里篇幅問題就不補(bǔ)充了）：

什么是內(nèi)存泄露？

什么是強(qiáng)引用？

什么是弱引用？

何時(shí)GC？

強(qiáng)引用和弱引用GC時(shí)的區(qū)別？

在分析上述ThreadLocalMap源碼的時(shí)候，注意到有一個(gè)小細(xì)節(jié)，ThreadLocalMap的Entry繼承了WeakReferenceThreadLocal，也就是說Entry的key是一個(gè)對(duì)ThreadLocal的弱引用。問題來了，為什么這里要使用弱引用呢？

使用強(qiáng)引用會(huì)如何？

現(xiàn)在假設(shè)Entry的key是一個(gè)對(duì)ThreadLocal的強(qiáng)引用，當(dāng)ThreadLocal對(duì)象使用完后，外部的強(qiáng)引用不存在，但是因?yàn)楫?dāng)前線程對(duì)象中的threadLocals還持有ThreadLocal的強(qiáng)引用，而threadLocals的生命周期是和線程一致的，這個(gè)時(shí)候，如果沒有手動(dòng)刪除，整個(gè)Entry就發(fā)生了內(nèi)存泄露。

使用弱引用會(huì)如何？

現(xiàn)在假設(shè)Entry的key是一個(gè)對(duì)ThreadLocal的弱引用，當(dāng)ThreadLocal對(duì)象使用完后，外部的強(qiáng)引用不存在，此時(shí)ThreadLocal對(duì)象只存在Entry中key對(duì)它的弱引用，在下次GC的時(shí)候，這個(gè)ThreadLocal對(duì)象就會(huì)被回收，導(dǎo)致key為null，此時(shí)value的強(qiáng)引用還存在，但是value已經(jīng)不會(huì)被使用了，如果沒有手動(dòng)刪除，那么這個(gè)Entry中的key就會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄露。

使用弱引用還有一些好處，那就是，當(dāng)key為null時(shí)，ThreadLocalMap中最多存在一個(gè)key為null，并且當(dāng)調(diào)用set()，get()，remove()這些方法的時(shí)候，是會(huì)清除掉key為null的entry的。

set()、get()、remove()方法中相關(guān)實(shí)現(xiàn)

從下可以發(fā)現(xiàn)，set方法首先會(huì)進(jìn)入一個(gè)循環(huán)。

在這個(gè)循環(huán)中，會(huì)遍歷整個(gè)Entry數(shù)組。直到遇到一個(gè)空的entry，退出循環(huán)。

當(dāng)遇到已存在的key'時(shí)，會(huì)直接替換value，然后返回。

當(dāng)遇到key為空的entry的時(shí)候，會(huì)直接將當(dāng)前的entry存在這個(gè)過時(shí)的entry中，然后返回。

通過這個(gè)方法的源碼可以看出，key為null的那個(gè)entry實(shí)際上遲早會(huì)被替換成新的entry。

privatevoidset(ThreadLocalkey,Objectvalue){

//Wedon'tuseafastpathaswithget()becauseitisat

//leastascommontouseset()tocreatenewentriesas

//itistoreplaceexistingones,inwhichcase,afast

//pathwouldfailmoreoftenthannot.

Entry[]tab=table;

intlen=tab.length;

inti=key.threadLocalHashCode(len-1);

for(Entrye=tab[i];

e!=null;

e=tab[i=nextIndex(i,len)]){

ThreadLocalk=e.get();

if(k==key){

e.value=value;

return;

//發(fā)現(xiàn)key為空

if(k==null){

replaceStaleEntry(key,value,i);

return;

tab[i]=newEntry(key,value);

intsz=++size;

if(!cleanSomeSlots(i,sz)sz=threshold)

rehash();

privatestaticintnextIndex(inti,intlen){

return((i+1len)i+1:0);

同理，可以看到在get方法中也存在：

privateEntrygetEntry(ThreadLocalkey){

inti=key.threadLocalHashCode(table.length-1);

Entrye=table[i];

if(e!=nulle.get()==key)

returne;

else

returngetEntryAfterMiss(key,i,e);

privateEntrygetEntryAfterMiss(ThreadLocalkey,inti,Entrye){

Entry[]tab=table;

intlen=tab.length;

while(e!=null){

ThreadLocalk=e.get();

if(k==key)

returne;

//替換過時(shí)的entry

if(k==null)

expungeStaleEntry(i);

else

i=nextIndex(i,len);

e=tab[i];

returnnull;

remove()方法中也是一樣：

privatevoidremove(ThreadLocalkey){

Entry[]tab=table;

intlen=tab.length;

inti=key.threadLocalHashCode(len-1);

for(Entrye=tab[i];

e!=null;

e=tab[i=nextIndex(i,len)]){

//清除過時(shí)的key

if(e.get()==key){

e.clear();

expungeStaleEntry(i);

return;

ThreadLocal如果對(duì)ThreadLocalMap的key使用強(qiáng)引用，那么會(huì)存在整個(gè)entry發(fā)生內(nèi)存泄露的問題，如果不手動(dòng)清除，那么這個(gè)不被使用的entry會(huì)一直存在。

ThreadLocal如果對(duì)ThreadLocalMap的key使用弱引用，那么可能會(huì)存在一個(gè)entry的value發(fā)生內(nèi)存泄露，但是在調(diào)用set()，get()，remove()方法時(shí)，key為null的entry會(huì)被清除掉。

發(fā)生內(nèi)存泄露最根本的原因是：threadLocals的生命周期是和線程一致的。

每次使用完ThreadLocal對(duì)象后，必須調(diào)用它的remove()方法清除數(shù)據(jù)。

5.ThreadLocal應(yīng)用

ThreadLocal把數(shù)據(jù)存放到線程本地，解決了線程安全問題，沒有使用鎖，直接訪問線程本地變量，效率較高（空間換時(shí)間。）

同時(shí)thr