并发编程 -- ThreadLocal

并发编程 -- ThreadLocal

文章目录

​​一，ThreadLocal​​

​​1.内部结构图​​​​2.内部核心机制​​

​​二，深入ThreadLocal​​

​​1.核心方法​​​​2.源码分析​​

​​get()​​​​set()​​​​initialValue()​​​​remove()​​

​​三，探究ThreadLocalMap的几个问题​​

​​1.简介​​​​2.Hash冲突怎么解决​​

​​解决方法​​

​​3.内存泄漏问题​​

​​如何避免内存泄漏​​

一，ThreadLocal

ThreadLocal是线程变量，是一个以ThreadLocal对象为键，任何对象为值得map，这个map附带在线程上，每一个线程都可以根据这个key找到附带在这个线程上的一个值

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained * by the ThreadLocal class. */ ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

ThreadLocal是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射，各个线程之间的变量互不干扰，在高并发场景下，可以实现无状态的调用，特别适用于各个线程依赖不通的变量值完成操作的场景。

1.内部结构图

2.内部核心机制

ThreadLocal内部核心机制：

每个Thread线程内部都有一个mapmap里边存储线程本地对象作为key，线程的变量副本作为value但是线程内部的map是由ThreadLocall维护的，由ThreadLocal负责向map获取和设置线程的变量值。对于不同的线程，每次获取副本值时，别的线程并不能获取到当前线程的副本值，形成了副本的隔离，互不干扰。

二，深入ThreadLocal

1.核心方法

//get()方法用于获取当前线程的副本变量值。public T get()//set()方法用于保存当前线程的副本变量值。public void set(T value)//remove()方法移除当前前程的副本变量值。public void remove()//initialValue()为当前线程初始副本变量值。protected T initialValue()

2.源码分析

get()

public T get() { //获得当前线程对象 Thread t = Thread.currentThread(); //从map中获取线程存储的K-V Entry节点。 ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { //如果map不空，则根据当前对象指定entry ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") //取值 T result = (T)e.value; return result; } } //否则则回到初始化值 return setInitialValue(); }

set()

public void set(T value) { //获得当前线程对象 Thread t = Thread.currentThread(); //获取threadlocalmap ThreadLocalMap map = getMap(t); //设置 if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); } void createMap(Thread t, T firstValue) { t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); }

initialValue()

默认没有实现，可以根据自己需要重写，设置初始化值

protected T initialValue() { return null; }

remove()

public void remove() { ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); if (m != null) m.remove(this); }

三，探究ThreadLocalMap的几个问题

1.简介

ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，没有实现Map接口，用独立的方式实现了Map的功能，其内部的Entry也独立实现

2.Hash冲突怎么解决

和HashMap的最大的不同在于，ThreadLocalMap结构非常简单，没有next引用，也就是说ThreadLocalMap中解决Hash冲突的方式并非链表的方式，而是采用线性探测的方式，所谓线性探测，就是根据初始key的hashcode值确定元素在table数组中的位置，如果发现这个位置上已经有其他key值的元素被占用，则利用固定的算法寻找一定步长的下个位置，依次判断，直至找到能够存放的位置。

解决方法

ThreadLocalMap解决Hash冲突的方式就是简单的步长加1或减1，寻找下一个相邻的位置。

/** * Increment i modulo len. */private static int nextIndex(int i, int len) { return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);}/** * Decrement i modulo len. */private static int prevIndex(int i, int len) { return ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1);}

ThreadLocalMap采用线性探测的方式解决Hash冲突的效率很低，如果有大量不同的ThreadLocal对象放入map中时发送冲突，或者发生二次冲突，则效率很低。

所以这里引出的良好建议是：每个线程只存一个变量，这样的话所有的线程存放到map中的Key都是相同的ThreadLocal，如果一个线程要保存多个变量，就需要创建多个ThreadLocal，多个ThreadLocal放入Map中时会极大的增加Hash冲突的可能。

3.内存泄漏问题

static class Entry extends WeakReference> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value; Entry(ThreadLocal k, Object v) { super(k); value = v; } }

Entry继承自WeakReference（弱引用，生命周期只能存活到下次GC前），但只有Key是弱引用类型的，Value并非弱引用。

这样会导致一个内存泄漏的问题：

由于ThreadLocalMap的key是弱引用，而Value是强引用。这就导致了一个问题，ThreadLocal在没有外部对象强引用时，发生GC时弱引用Key会被回收，而Value不会回收，如果创建ThreadLocal的线程一直持续运行，那么这个Entry对象中的value就有可能一直得不到回收，发生内存泄露。

如何避免内存泄漏

既然Key是弱引用，那么我们要做的事，就是在调用ThreadLocal的get()、set()方法时完成后再调用remove方法，将Entry节点和Map的引用关系移除，这样整个Entry对象在GC Roots分析后就变成不可达了，下次GC的时候就可以被回收。

ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();try { threadLocal.set(new Session(1, "kevin的博客")); // 其它业务逻辑} finally { threadLocal.remove();}

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