ThreadLocal使用及原理解析

 

1.ThreadLocal干什么的?

      我们知道,在多线程程序中,同一个线程在某个时间段只能处理一个任务.我们希望在这个时间段内,任务的某些变量能够和处理它的线程进行绑定,在任务需要使用这个变量的时候,这个变量能够方便的从线程中取出来.ThreadLocal能很好的满足这个需求,用ThreadLocal变量的程序看起来也会简洁很多,因为减少了变量在程序中的传递.

 

2.ThreadLocal的原理是怎么样的?

    每个运行的线程都会有一个类型为ThreadLocal.ThreadLocalMap的map,这个map就是用来存储与这个线程绑定的变量,map的key就是ThreadLocal对象,value就是线程正在执行的任务中的某个变量的包装类Entry.

 

3. ThreadLocal保存变量的生命周期是怎么样的?

    ThreadLocal保存变量的生命周期 <=任务的生命周期<=线程的生命周期

 

4. ThreadLocal的应用及源代码解析    

public class UserContextHolder {
  private static final ThreadLocal<User>  userThreadLocal = new ThreadLocal<User>();
  
  public static  User get(){
	  return userThreadLocal.get();
  }
  
  public static void set(User user){
	   userThreadLocal.set(user);
  }
}

    

UserContextHolder的get方法最终会调用ThreadLocal的get方法,ThreadLocal的get方法如下:

    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();//取得当前的thread
        ThreadLocalMap map = getMap(t);//取得当前thread的ThreadLocalMap对象
        if (map != null) { //返回key为当前ThreadLocal的value值
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null)
                return (T)e.value;
        }
        return setInitialValue();//返回默认值null
    }

 

 ThreadLocalMap 的key为当前的Threadlocal对象,Threadlocal对象的hashcode实现如下:

private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();

private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();

private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
  
private static int nextHashCode() {
	return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT); 
    }

  threadLocalHashCode的值即为 Threadlocal对象的hashcode值,从上面可以知道,

   Threadlocal对象的hashcode值是递增的,是HASH_INCREMENT的N倍.这个也和以前遇到的hashcode的生成方式不一样

 

  UserContextHolder的set方法最终会调用ThreadLocal的set方法,ThreadLocal的set方法如下:

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);//取得当前线程对应的ThreadLocalMap 
        if (map != null)  //ThreadLocalMap不空,把value以当前ThreadLocal为key放到ThreadLocalMap 中
            map.set(this, value);
        else  //创建一个ThreadLocalMap.并把value放到ThreadLocalMap中
            createMap(t, value);
    }

     

   ThreadLocal还有一个常用的方法remove,如下:

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

 

      /**
         * Remove the entry for key.
         */
        private void remove(ThreadLocal key) {
            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)]) {
                if (e.get() == key) {
                    e.clear();
                    expungeStaleEntry(i);
                    return;
                }
            }
        }

     从上可以看到,调用ThreadLocal的remove方法后,当前存放的Entry会从map中清除

 

5.ThreadLocal的set(null)和remove方法有什么区别?

    set(null)把当前的ThreadLocal为key的值设为了空,避免线程下次再执行其他任务时被使用,但此时这个key对应的Entry值还在,只是Entry.value=null

      remove方法会把这个key对应Entry的值设为空

      所以从重用和效率的角度来说,set(null)的性能优于remove,在实际的项目中推荐使用set(null)来回收ThreadLocal设置的值.

 

6. 为什么ThreadLocalMap的Entry是一个weakReference?     

     使用weakReference,能够在ThreadLocal失去强引用的时候,ThreadLocal对应的Entry能够在下次gc时被回收,回收后的空间能够得到复用,在一定程度下能够避免内存泄露.

 

7.使用ThreadLocal应该注意什么?

     在使用ThreadLocal对象,尽量使用static,不然会使线程的ThreadLocalMap产生太多Entry,从而造成内存泄露