作者：魯毅

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1.ThreadLocal的使用場景

1.1 場景1

每個線程需要一個獨享對象(通常是工具類，典型需要使用的類有SimpleDateFormat和Random)

每個Thread內有自己的實例副本，不共享

比喻：教材只有一本，一起做筆記有線程安全問題。復印后沒有問題，使用ThradLocal相當于復印了教材。

1.2 場景2

每個線程內需要保存全局變量(例如在攔截器中獲取用戶信息)，可以讓不同方法直接使用，避免參數傳遞的麻煩

2.對以上場景的實踐

2.1 實踐場景1

運行結果

因為中國位于東八區，所以時間從1970年1月1日的8點開始計算的

運行結果

多個線程打印自己的時間(如果線程超級多就會產生性能問題)，所以要使用線程池。

運行結果

但是使用線程池時就會發現每個線程都有一個自己的SimpleDateFormat對象，沒有必要，所以將SimpleDateFormat聲明為靜態，保證只有一個

運行結果

出現了秒數相同的打印結果，這顯然是不正確的。

出現問題的原因

多個線程的task指向了同一個SimpleDateFormat對象，SimpleDateFormat是非線程安全的。

解決問題的方案

方案1：加鎖

格式化代碼是在最后一句return dateFormat.format(date);,所以可以為最后一句代碼添加synchronized鎖

運行結果

運行結果中沒有發現相同的時間，達到了線程安全的目的

缺點：因為添加了synchronized，所以會保證同一時間只有一條線程可以執行，這在高并發場景下肯定不是一個好的選擇，所以看看其他方案吧。

方案2：使用ThreadLocal

運行結果

使用了ThreadLocal后不同的線程不會有共享的 SimpleDateFormat 對象，所以也就不會有線程安全問題

2.2 實踐場景2

當前用戶信息需要被線程內的所有方法共享

方案1：傳遞參數

可以將user作為參數在每個方法中進行傳遞，

缺點：但是這樣做會產生代碼冗余問題，并且可維護性差。

方案2：使用Map

對此進行改進的方案是使用一個Map，在第一個方法中存儲信息，后續需要使用直接get()即可，

缺點：如果在單線程環境下可以保證安全，但是在多線程環境下是不可以的。如果使用加鎖和ConcurrentHashMap都會產生性能問題。

方案3：使用ThreadLocal，實現不同方法間的資源共享

使用 ThreadLocal 可以避免加鎖產生的性能問題，也可以避免層層傳遞參數來實現業務需求，就可以實現不同線程中存儲不同信息的要求。

運行結果

3.對ThreadLocal的總結

• 讓某個需要用到的對象實現線程之間的隔離(每個線程都有自己獨立的對象)
• 可以在任何方法中輕松的獲取到該對象
• 根據共享對象生成的時機選擇使用initialValue方法還是set方法
• 對象初始化的時機由我們控制的時候使用initialValue 方式
• 如果對象生成的時機不由我們控制的時候使用 set 方式

4.使用ThreadLocal的好處

• 達到線程安全的目的
• 不需要加鎖，執行效率高
• 更加節省內存，節省開銷
• 免去傳參的繁瑣，降低代碼耦合度

5.ThreadLocal原理

• Thread
• ThreadLocal
• ThreadLocalMap

在Thread類內部有有ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;這個變量，它用于存儲ThreadLocal，因為在同一個線程當中可以有多個ThreadLocal，并且多次調用get()所以需要在內部維護一個ThreadLocalMap用來存儲多個ThreadLocal

5.1 ThreadLocal相關方法

T initialValue()

該方法用于設置初始值，并且在調用get()方法時才會被觸發，所以是懶加載。

但是如果在get()之前進行了set()操作，這樣就不會調用initialValue()。

通常每個線程只能調用一次本方法，但是調用了remove()后就能再次調用

void set(T t)

為這個線程設置一個新值

T get()

獲取線程對應的value

void remove()

刪除對應這個線程的值

6.ThreadLocal注意點

6.1 內存泄漏

內存泄露；某個對象不會再被使用，但是該對象的內存卻無法被收回

強引用：當內存不足時觸發GC，寧愿拋出OOM也不會回收強引用的內存

弱引用：觸發GC后便會回收弱引用的內存

正常情況

當Thread運行結束后，ThreadLocal中的value會被回收，因為沒有任何強引用了

非正常情況

當Thread一直在運行始終不結束，強引用就不會被回收，存在以下調用鏈 Thread-->ThreadLocalMap-->Entry(key為null)-->value因為調用鏈中的 value 和 Thread 存在強引用，所以value無法被回收，就有可能出現OOM。

JDK的設計已經考慮到了這個問題，所以在set()、remove()、resize()方法中會掃描到key為null的Entry，并且把對應的value設置為null，這樣value對象就可以被回收。

但是只有在調用set()、remove()、resize()這些方法時才會進行這些操作，如果沒有調用這些方法并且線程不停止，那么調用鏈就會一直存在，所以可能會發生內存泄漏。

6.2 如何避免內存泄漏(阿里規約)

調用remove()方法，就會刪除對應的Entry對象，可以避免內存泄漏，所以使用完ThreadLocal后，要調用remove()方法。

6.3 ThreadLocal的空指針異常問題

6.4 空指針異常問題的解決

如果get方法返回值為基本類型，則會報空指針異常，如果是包裝類型就不會出錯。這是因為基本類型和包裝類型存在裝箱和拆箱的關系，造成空指針問題的原因在于使用者。

6.5 共享對象問題

如果在每個線程中ThreadLocal.set()進去的東西本來就是多個線程共享的同一對象，比如static對象，那么多個線程調用ThreadLocal.get()獲取的內容還是同一個對象，還是會發生線程安全問題。

6.6 可以不使用ThreadLocal就不要強行使用

如果在任務數很少的時候，在局部方法中創建對象就可以解決問題，這樣就不需要使用ThreadLocal。

6.7 優先使用框架的支持，而不是自己創造

例如在Spring框架中，如果可以使用RequestContextHolder，那么就不需要自己維護ThreadLocal，因為自己可能會忘記調用remove()方法等，造成內存泄漏。

本文僅為自己學習時記下的筆記，參考自慕課：

https://coding.imooc.com/class/409.html

超強干貨來襲 云風專訪：近40年碼齡，通宵達旦的技術人生

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c++ thread 内存泄漏_使用 ThreadLocal如何避免内存泄露？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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