ThreadLocal原理记录，别被坑了！！
共 3671字，需浏览 8分钟
·
2020-12-13 00:49
点击上方蓝色字体，选择“标星公众号”
优质文章，第一时间送达
作者 | 半天想不出昵称的斌
来源 | urlify.cn/eyiqem
简介
ThreadLocal的用处
ThreadLocal是为了将数据记录一份到某个线程里，确保该数据线程安全
例如数据库的Connection放入ThreadLocal，一个事务会用到很多DAO，但只能用共同的Connection，这样才能保证事务完整性
所以当某个类的其中一个变量，会被同一个线程多次使用，并且还严格的规定每次都得是这个变量操作
那么就能把这个变量放入ThreadLocal
Spring也是将各种Bean放入ThreadLocal中来确保Bean的“无状态”化
别被误导了
今天翻书看了关于ThreadLocal的介绍，和网上一些关于ThreadLocal的博客，这个原理介绍真的是坑，大错特错
大家可能都看到过下面这种所谓的ThreadLocal简单的实现思路介绍：
完了后还加上一句：
虽然上面的代码清单中的这个ThreadLocal实现版本显得比较简单粗爆，但其目的主要在与呈现JDK中所提供的ThreadLocal类在实现上的思路
上面这样简化ThreadLocal实现根本错的离谱
不仅是有的博客这样，包括书本也是这样介绍的，传播知识给他人，的确可以简化代码实现，但不等于更改了正确的实现思路！
这样会误导他人对ThreadLocal的进一步学习
ThreadLocal真正的实现方式
先说总结，跟上面错误做对比
1.ThreadLocalMap 别看有个Map结尾，其实压根就是重新实现的类
跟Map没半毛钱关系，没实现Map接口的，没用HashMap，别觉得根据key找value就只能使用map了
2.线程根据key找对应的value，这个key并不是线程id，而是ThreadLocal类
为什么，因为ThreadLocalMap是存放在线程里的，每个线程都只有一个只属于自己的ThreadLocalMap
这样的话存个毛的线程id，有什么意义？
揭开Thread，ThreadLocal，ThreadLocalMap真正的关系
首先进入ThreadLocal，发现如下
ThreadLocalMap实在ThreadLocal里实现的
直接找到ThreadLocal的set()方法
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread(); //获得当前线程
ThreadLocalMap map = getMap(t); //将当前线程作为参数传入，来获取ThreadLocalMap
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
然后进入getMap()方法
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals; //追踪后发现t.threadLocals就是 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals;
}
如果得到的map为null，那么说明是第一次，走createMap方法创建
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); //看到了吧，ThreadLocalMap直接是给Thread保存的
}
进入new ThreadLocalMap方法，这里注意，传入的this就是指ThreadLocal
ThreadLocalMap(ThreadLocal firstKey, Object firstValue) { //看到参数名字没，firstKey，ThreadLocal传进来是当作key值的！
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY]; //table其实是private Entry[] table; 一个数组而已
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
ThreadLocalMap没有实现Map接口，跟Map没半毛钱关系，至于Entry是什么，我们看看
static class Entry extends WeakReference> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
首先WeakReference是指弱引用的意思，继承了这玩意有以下效果：
当一个对象仅仅被weak reference（弱引用）指向, 而没有任何其他strong reference（强引用）指向的时候, 如果这时GC运行, 那么这个对象就会被回收，不论当前的内存空间是否足够，这个对象都会被回收。
好处在于，如果某个ThreadLocal被回收了，那么ThreadLocalMap的这个Key在下次GC()的时候也会被回收（不然就造成内存泄露了，这个key永远不会被调用）
Entry是一个ThreadLocalMap的内部类，跟Map的Entry实现有点像，有key和value的定义（俗称 桶）
ok，我们发现，ThreadLocalMap创建后，就是初始化一个Entry的数组，生成一个Entry将ThreadLocal作为key值，将要存的值作为value放入其中存好
那么假设现在ThreadLocalMap已经存在，走的是第一个分支，直接set，我们看看他怎么实现的
1 private void set(ThreadLocal key, Object value) {
2
3 Entry[] tab = table;
4 int len = tab.length;
5 int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
6
7 for (Entry e = tab[i];
8 e != null;
9 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
10 ThreadLocal k = e.get();
11
12 if (k == key) {
13 e.value = value;
14 return;
15 }
16
17 if (k == null) {
18 replaceStaleEntry(key, value, i);
19 return;
20 }
21 }
22
23 tab[i] = new Entry(key, value);
24 int sz = ++size;
25 if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
26 rehash();
27 }
看到第7行的for没有，直接遍历方才说的Entry数组，将ThreadLocal取出来比较（相当于key比较），匹配就设置value，没这个key就存起来
ThreadLocalMap为啥不用HashMap而是自己数组实现
有key和value这个概念出现，也不是一定要用HashMap这些的，为什么用数组
个人觉得是省开销，创建Map对象的开销和使用Map的开销，毕竟ThreadLocalMap初始默认长度为16，而真实情况中一个线程不会有这么本地变量要保存
所以，当使用ThreadLocal来存的时候，ThreadLocal会创建一个ThreadLocalMap给调用它的线程，自己作为key值去保存
取值的时候，ThreadLocal拿Thread里保存的ThreadLocal，然后将自身作为key值去取值
为什么ThreadLocalMap的代码不放在Thread中
网上有个答案我觉得很合理：
将ThreadLocalMap定义在Thread类内部看起来更符合逻辑
但是ThreadLocalMap并不需要Thread对象来操作，所以定义在Thread类内只会增加一些不必要的开销。
定义在ThreadLocal类中的原因是ThreadLocal类负责ThreadLocalMap的创建和使用
总的来说就是，ThreadLocalMap不是必需品，定义在Thread中增加了成本，定义在ThreadLocal中按需创建。
线程不一定都用到ThreadLocal的哦，如果不使用，就不会被赋值一个ThreadLocalMap
换个思维，这其实也是种不错的设计模式：
一个工具类把自身当作唯一标识，去操作工具类本身的方法，只需要将数据记录给调用它的类就好
ThreadLocal的内存泄露问题
正常来说，我们创建一个线程，跑完后会销毁，自动调用ThreadLocal的remove()方法，清除ThreadLocalMap的内容
但是，实际中我们是使用线程池的，而线程跑完后会返回线程池中，并不会销毁
这时候的ThreadLocalMap的内容就还在的（内存就是这里泄露啦）
所以，在线程池中用ThreadLocal，记得run()要跑完时用下remove()方法清除ThreadLocalMap中的key
粉丝福利：Java从入门到入土学习路线图
???
?长按上方微信二维码 2 秒
感谢点赞支持下哈 