ThreadLocal?線程主變量 前面部分引用其他優秀博客，后面源碼自己分析的，如有冒犯請私聊我。 用Java語言開發的同學對?ThreadLocal?應該都不會陌生，這個類的使用場景很多，特別是在一些框架中經常用到，比如數據庫事務操作，還有MVC框架中數據跨層傳遞。這里我們簡要探討下?ThreadLocal?的內部實現及可能存在的問題。 首先問自己一個問題，讓自己實現一個這個的功能類的話怎么去做？第一反應就是簡單構造一個?Map<Thread, T>?數據結構，key是?Thread，value就是我們要保存的線程變量?T。我們看下這種設計有哪些問題：

• 隨著運行時間越久，存在Map里的Thread越多，當Thread退出時，資源也沒有釋放，存在內存泄漏問題
• Map數據因為會被多線程訪問，存在資源競爭，所以還必需對Map做同步安全操作，效率低下

JDK中的?ThreadLocal?精妙的設計來解決問題上述兩個問題。首先每個Thread（線程）內部都有一個Map結構數據ThreadLocalMap<ThreadLocal, T>，當我們對線程變量賦值時ThreadLocal.set(T value)時，其實是先獲取當前線程Thread.currentThread())的內部屬性字段ThreadLocalMap，然后以當前ThreadLocal為key設置線程變量值T。這種設計的精髓是，每個Thread線程都維護一份自己的ThreadLocalMap數據結構，這樣就解決了上面所述問題中的第二個，不存在競爭條件。 既然每個Thread內部都維護一個ThreadLocalMap字典數據結構，字典的Key值是ThreadLocal，那么當某個ThreadLocal對象不再使用（沒有其它地方再引用）時，每個已經關聯了此ThreadLocal的線程怎么在其內部的ThreadLocalMap里做清除此資源呢？JDK中的ThreadLocalMap又做了一次精彩的表演，它沒有繼承java.util.Map類，而是自己實現了一套專門用來定時清理無效資源的字典結構。其內部存儲實體結構Entry<ThreadLocal, T>繼承自java.lan.ref.WeakReference，這樣當ThreadLocal不再被引用時，因為弱引用機制原因，當jvm發現內存不足時，會自動回收弱引用指向的實例內存，即其線程內部的ThreadLocalMap會釋放其對ThreadLocal的引用從而讓jvm回收ThreadLocal對象。這里是重點強調下，是回收對ThreadLocal對象，而非整個Entry，所以線程變量中的值T對象還是在內存中存在的，所以內存泄漏的問題還沒有完全解決。接著分析JDK的實現，會發現在調用ThreadLocal.get()或者ThreadLocal.set(T)時都會定期執行回收無效的Entry操作。所以這就解決了上述問題中的第1個問題。 問題真的都解決了嗎，好像都解決了。因為即沒有競爭資源操作，也不會存在內存泄漏。但是細想一下，總感覺哪里不對勁，真的不會存在內存溢出（OOM）問題嗎？上面一段的分析中，強調ThreadLocalMap會定期清理內部的無效Entry對象，觸發的條件就是對TrheadLocal執行 set，get，remove()等操作時會觸發，但是如果存在這樣的場景，當我們在某個線程上下文中執行ThreadLocal.set(T)設置了一個很大內存的數據結構，然后該ThreadLocal被清除引用回收，之前的線程又一直存活著，則這個大內存數據對象T是一直不回收的，這里很容易寫個代碼測試出OOM來。怎么解決這個問題呢？ Lucene中的org.apache.lucene.util.CloseableThreadLocal類解決了上述特殊場景引起的問題：即解決JDK中因為定期才執行無效對象回收的問題。CloseableThreadLocal在內部維護了一個ThreadLocal，當執行CloseableThreadLocal.set(T)時，內部其實只是代理的把值賦給內部的ThreadLocal對象，即執行ThreadLocal.set(new WeakReference(T))。看到這里應該明白了，這里不是直接存儲T，則是包裝成弱引用對象，目的就是當內存不足時，jvm可以回收此對象。但是細心的你會發現會引入一個新的問題，即當前線程還存活著的時候，因為內存不足而回收了弱引用對象，這樣會在下次調用get()時取不到值返回null，這是不可接受的。所以CloseableThreadLocal在內部還創建了一個數據，WeakHashMap<Thread, T>，當線程只要存活時，則T就至少有一個引用存在，所以不會被提前回收。但是又引入的第2個問題，對WeakHashMap的操作要做同步synchronized限制。你看，所有的東西都不是十全十美的，我們掌握那個平衡點就行了。 ThreadLocal源碼分析 源碼介紹 1、每個線程訪問自己維護的的一份副本 2、ThreadLocal 類內部維護了一個私有的字段去跟對應的線程聯系（例如 userid 或者TranslationId） 這個字段第一次調用時生成后面調用不會改變

3、只要這個線程活著而且實例可以被訪問，這個線程會持有這個變量副本的隱性引用，直到線程消亡，被垃圾回收

ThreadLocal get方法 1、根據當前thread獲取對應的ThreadLocalMap 如果沒有就初始化設置一個，如果有就返回 ThreadLocalMap 里面維護的Entry存儲的值 1 public T get() { 2 Thread t = Thread.currentThread(); 3 ThreadLocalMap map = getMap(t); 4 if (map != null) { 5 ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); 6 if (e != null) { 7 @SuppressWarnings("unchecked") 8 T result = (T)e.value; 9 return result; 10 } 11 } 12 return setInitialValue(); 13 }

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ThreadLocal 初始化value 倆個步驟 1、在原有的map上設置值 2、創建一個ThreadLocalMap private T setInitialValue() {T value = initialValue();Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);return value; }

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ThreadLocal rehash 1、先刪除陳舊的Entriy ，如果不能有效的收縮table的長度，而且長度已經大于threshold 的0.75（裝載因子）倍了，就直接擴展一倍長度 1 2 /** 3 * Re-pack and/or re-size the table. First scan the entire 4 * table removing stale entries. If this doesn't sufficiently 5 * shrink the size of the table, double the table size. 6 */ 7 private void rehash() { 8 expungeStaleEntries(); 9 10 // Use lower threshold for doubling to avoid hysteresis 11 if (size >= threshold - threshold / 4) 12 resize(); 13 }

如果你也有此類問題，可以一起探討（私聊或者評論），一起不斷完善自己的理解，如果覺得可以歡迎關注我。

轉載于:https://www.cnblogs.com/xushengyong/p/10641827.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的ThreadLocal介绍以及源码分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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