Java并发之ThreadLocal

前言

ThreadLocal是一个全局变量，用于解决线程范围内变量共享问题，其实ThreadLocal可以看作是一个Map集合，而key就是当前线程名，而value是想要存放的变量，ThreadLocal的变量用完会自动销毁，不用考虑ThreadLocal中的变量会占用空间，对于ThreadLocal来说每个线程的变量都是独立的，不会相互影响，可以通过ThreadLocal在同一线程内的不同组件传递公共变量

成员变量

我们看ThreadLocal的源码可以看到他有三个成员变量

/**
    这个属性用于ThreadLocal的桶位寻址
    如果一个threadLocal对象第一次调用get()方法，那么就会给当前线程分配一个value
    这个value和这个threadLocal对象被包装成一个entry
    这个entry的key是threadLocal对象，value是生成的value
    **/
    private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
    /**
    这个属性是创建ThreadLocal会用到该属性
    每创建一个ThreadLocal对象，就会使用该属性分配一个hash值给这个对象
    **/
    private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();
    /**
    表示hash增量，没创建一个ThreadLocal对象，ThreadLocal.nextHashCode就会增长HASH_INCREMENT
    **/
    private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;

get方法

public T get() {
    //获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //根据当前线程获取ThreadLocalMap对象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //判断map是否为null
    if (map != null) {
        //当前threadLocal对象作为key获取entry
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        //判断entry是否为null
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            //返回result
            return result;
        }
    }
    //初始化
    return setInitialValue();
}

接下来我们再看这个初始化方法

setInitialValue方法

这个方法是用于初始化的，我们从上面的get方法可以知道，进入该方法有两种情况，一个就是ThreadLocalMap为null或者Entry为null

private T setInitialValue() {
        //调用ThreadLocal对象的方法进行初始化
        T value = initialValue();
        //获取到当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //当前线程作为key获取ThreadLocalMap对象
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //判断map是否为null，如果不为null证明已经初始化过ThreadLocalMap对象了(一个ThreadLocal只会初始化一次)
        if (map != null)
            //向ThreadLocalMap中保存当前threadLocal与当前线程生成的线程局部变量
            map.set(this, value);
        else
            //如果走到这里证明map==null，进行初始化创建一个ThreadLocalMap对象
            createMap(t, value);
        return value;
    }

set方法

public void set(T value) {
    //获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //将当前线程作为key获取ThreadLocalMap对象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //判断threadLocalMap是否为null
    if (map != null)
        //覆盖或者添加新的key - value
        map.set(this, value);
    else
        //证明还没有被初始化，进行初始化
        createMap(t, value);
}

如何实现线程隔离？

每一个Thread都有着自己的ThreadLocalMap用于存储数据，当线程访问某个ThreadLocal对象的get方法的时候，方法内部会判断该线程的ThreadLocalMap数组内是否存在以当前线程为key的Entry节点，如果数组内没有对应的节点，那么当前ThreadLocal对象，就会调用初始化方法，创建一个Entry节点放入ThreadLocalMap中

ThreadLocal内存泄漏原因

主要是因为ThreadLocalMap的Entry对象是弱引用，对于弱引用，JVM在每次GC的时候都会清理他们，此时key就会变为null，如果此时没有其他强引用指向value，那么此时value就不会被访问到，按道理来说value应该也会被GC，但是此时ThreadLocalMap的Entry对象对value是强引用，这样就会导致JVM始终无法GC value，这样就导致了value成了一个始终无法清理的value