ThreadLocal，Thread和ThreadLocalMap分享

簡介

ThreadLocal的用處

ThreadLocal是為了將數據記錄一份到某個線程里，確保該數據線程安全

例如數據庫的Connection放入ThreadLocal，一個事務會用到很多DAO，但只能用共同的Connection，這樣才能保證事務完整性

所以當某個類的其中一個變量，會被同一個線程多次使用，並且還嚴格的規定每次都得是這個變量操作

那么就能把這個變量放入ThreadLocal

Spring也是將各種Bean放入ThreadLocal中來確保Bean的“無狀態”化

別被誤導了

今天翻書看了關於ThreadLocal的介紹，和網上一些關於ThreadLocal的博客，這個原理介紹真的是坑，大錯特錯

大家可能都看到過下面這種所謂的ThreadLocal簡單的實現思路介紹：

完了后還加上一句：

雖然上面的代碼清單中的這個ThreadLocal實現版本顯得比較簡單粗爆，但其目的主要在與呈現JDK中所提供的ThreadLocal類在實現上的思路

上面這樣簡化ThreadLocal實現根本錯的離譜

不僅是有的博客這樣，包括書本也是這樣介紹的，傳播知識給他人，的確可以簡化代碼實現，但不等於更改了正確的實現思路！

這樣會誤導他人對ThreadLocal的進一步學習

ThreadLocal真正的實現方式

先說總結，跟上面錯誤做對比

1.ThreadLocalMap 別看有個Map結尾，其實壓根就是重新實現的類

   跟Map沒半毛錢關系，沒實現Map接口的，沒用HashMap，別覺得根據key找value就只能使用map了

2.線程根據key找對應的value，這個key並不是線程id，而是ThreadLocal類

   為什么，因為ThreadLocalMap是存放在線程里的，每個線程都只有一個只屬於自己的ThreadLocalMap

   這樣的話存個毛的線程id，有什么意義？

揭開Thread，ThreadLocal，ThreadLocalMap真正的關系

首先進入ThreadLocal，發現如下

 ThreadLocalMap實在ThreadLocal里實現的

 直接找到ThreadLocal的set()方法

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();  //獲得當前線程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);   //將當前線程作為參數傳入，來獲取ThreadLocalMap
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

 

然后進入getMap()方法

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;        //追蹤后發現t.threadLocals就是 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals;
    }

 

如果得到的map為null，那么說明是第一次，走createMap方法創建

 void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);  //看到了吧，ThreadLocalMap直接是給Thread保存的
    }

 

進入new ThreadLocalMap方法，這里注意，傳入的this就是指ThreadLocal

 

 ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {   //看到參數名字沒，firstKey，ThreadLocal傳進來是當作key值的！
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];　　　　　　　　　　　　　　　　　//table其實是private Entry[] table; 一個數組而已
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }

 

 

 

ThreadLocalMap沒有實現Map接口，跟Map沒半毛錢關系，至於Entry是什么，我們看看

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** 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，繼承了這玩意有以下效果：

當一個對象僅僅被weak reference（弱引用）指向, 而沒有任何其他strong reference（強引用）指向的時候, 如果這時GC運行, 那么這個對象就會被回收，不論當前的內存空間是否足夠，這個對象都會被回收。

好處在於，如果某個ThreadLocal被回收了，那么ThreadLocalMap的這個Key在下次GC()的時候也會被回收（不然就造成內存泄露了，這個key永遠不會被調用）

 

Entry是一個ThreadLocalMap的內部類，跟Map的Entry實現有點像，有key和value的定義（俗稱 桶）

ok，我們發現，ThreadLocalMap創建后，就是初始化一個Entry的數組，生成一個Entry將ThreadLocal作為key值，將要存的值作為value放入其中存好

那么假設現在ThreadLocalMap已經存在，走的是第一個分支，直接set，我們看看他怎么實現的

   private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {

            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

            for (Entry e = tab[i];
                 e != null;
                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                ThreadLocal<?> k = e.get();

                if (k == key) {
                    e.value = value;
                    return;
                }

                if (k == null) {
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }

            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }

看到第7行的for沒有，直接遍歷方才說的Entry數組，將ThreadLocal取出來比較（相當於key比較），匹配就設置value，沒這個key就存起來

ThreadLocalMap為啥不用HashMap而是自己數組實現

有key和value這個概念出現，也不是一定要用HashMap這些的，為什么用數組

個人覺得是省開銷，創建Map對象的開銷和使用Map的開銷，畢竟ThreadLocalMap初始默認長度為16，而真實情況中一個線程不會有這么本地變量要保存

 

所以，當使用ThreadLocal來存的時候，ThreadLocal會創建一個ThreadLocalMap給調用它的線程，自己作為key值去保存

取值的時候，ThreadLocal拿Thread里保存的ThreadLocal，然后將自身作為key值去取值

為什么ThreadLocalMap的代碼不放在Thread中

網上有個答案我覺得很合理：

將ThreadLocalMap定義在Thread類內部看起來更符合邏輯
但是ThreadLocalMap並不需要Thread對象來操作，所以定義在Thread類內只會增加一些不必要的開銷。
定義在ThreadLocal類中的原因是ThreadLocal類負責ThreadLocalMap的創建和使用
總的來說就是，ThreadLocalMap不是必需品，定義在Thread中增加了成本，定義在ThreadLocal中按需創建。

線程不一定都用到ThreadLocal的哦，如果不使用，就不會被賦值一個ThreadLocalMap

換個思維，這其實也是種不錯的設計模式：

一個工具類把自身當作唯一標識，去操作工具類本身的方法，只需要將數據記錄給調用它的類就好

ThreadLocal的內存泄露問題

正常來說，我們創建一個線程，跑完后會銷毀，自動調用ThreadLocal的remove()方法，清除ThreadLocalMap的內容

但是，實際中我們是使用線程池的，而線程跑完后會返回線程池中，並不會銷毀

這時候的ThreadLocalMap的內容就還在的（內存就是這里泄露啦）

所以，在線程池中用ThreadLocal，記得run()要跑完時用下remove()方法清除ThreadLocalMap中的key

 

至此分享完畢啦，希望大家點點贊，或者一鍵3連不迷路~~