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本文是前文《Java 最常見的 200+ 面試題》的第一個(gè)補(bǔ)充模塊。

1.ThreadLocal 是什么？

ThreadLocal 是一個(gè)本地線程副本變量工具類。主要用于將私有線程和該線程存放的副本對(duì)象做一個(gè)映射，各個(gè)線程之間的變量互不干擾，在高并發(fā)場(chǎng)景下，可以實(shí)現(xiàn)無狀態(tài)的調(diào)用，適用于各個(gè)線程不共享變量值的操作。

2.ThreadLocal 工作原理是什么？

ThreadLocal 原理：每個(gè)線程的內(nèi)部都維護(hù)了一個(gè) ThreadLocalMap，它是一個(gè) Map（key,value）數(shù)據(jù)格式，key 是一個(gè)弱引用，也就是 ThreadLocal 本身，而 value 存的是線程變量的值。

也就是說 ThreadLocal 本身并不存儲(chǔ)線程的變量值，它只是一個(gè)工具，用來維護(hù)線程內(nèi)部的 Map，幫助存和取變量。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如下圖所示：

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

3.ThreadLocal 如何解決 Hash 沖突？

與 HashMap 不同，ThreadLocalMap 結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，沒有 next 引用，也就是說 ThreadLocalMap 中解決 Hash 沖突的方式并非鏈表的方式，而是采用線性探測(cè)的方式。所謂線性探測(cè)，就是根據(jù)初始 key 的 hashcode 值確定元素在 table 數(shù)組中的位置，如果發(fā)現(xiàn)這個(gè)位置上已經(jīng)被其他的 key 值占用，則利用固定的算法尋找一定步長的下個(gè)位置，依次判斷，直至找到能夠存放的位置。

源代碼實(shí)現(xiàn)如下：

/* 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); }

4.ThreadLocal 的內(nèi)存泄露是怎么回事？

ThreadLocal 在 ThreadLocalMap 中是以一個(gè)弱引用身份被 Entry 中的 Key 引用的，因此如果 ThreadLocal 沒有外部強(qiáng)引用來引用它，那么 ThreadLocal 會(huì)在下次 JVM 垃圾收集時(shí)被回收。這個(gè)時(shí)候 Entry 中的 key 已經(jīng)被回收，但是 value 又是一強(qiáng)引用不會(huì)被垃圾收集器回收，這樣 ThreadLocal 的線程如果一直持續(xù)運(yùn)行，value 就一直得不到回收，這樣就會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄露。

5.為什么 ThreadLocalMap 的 key 是弱引用？

我們知道 ThreadLocalMap 中的 key 是弱引用，而 value 是強(qiáng)引用才會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄露的問題，至于為什么要這樣設(shè)計(jì)，這樣分為兩種情況來討論：

• key 使用強(qiáng)引用：這樣會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問題，引用的 ThreadLocal 的對(duì)象被回收了，但是 ThreadLocalMap 還持有 ThreadLocal 的強(qiáng)引用，如果沒有手動(dòng)刪除，ThreadLocal 不會(huì)被回收，則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
• key 使用弱引用：這樣的話，引用的 ThreadLocal 的對(duì)象被回收了，由于 ThreadLocalMap 持有 ThreadLocal 的弱引用，即使沒有手動(dòng)刪除，ThreadLocal 也會(huì)被回收。value 在下一次 ThreadLocalMap 調(diào)用 set、get、remove 的時(shí)候會(huì)被清除。

比較以上兩種情況，我們可以發(fā)現(xiàn)：由于 ThreadLocalMap 的生命周期跟 Thread 一樣長，如果都沒有手動(dòng)刪除對(duì)應(yīng) key，都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，但是使用弱引用可以多一層保障，弱引用 ThreadLocal 不會(huì)內(nèi)存泄漏，對(duì)應(yīng)的 value 在下一次 ThreadLocalMap 調(diào)用 set、get、remove 的時(shí)候被清除，算是最優(yōu)的解決方案。

6.ThreadLocal 的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些？

ThreadLocal 適用于獨(dú)立變量副本的情況，比如 Hibernate 的 session 獲取場(chǎng)景。

示例代碼：

private static final ThreadLocal<Session> threadLocal = new ThreadLocal<Session>();public static Session getCurrentSession(){Session session = threadLocal.get();try {if(session ==null&&!session.isOpen()){//...}threadLocal.set(session);} catch (Exception e) {// TODO: handle exception}return session; }

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參考資料

https://www.jianshu.com/p/a1cd61fa22da

https://www.jianshu.com/p/98b68c97df9b

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 200+ 面试题补充 ThreadLocal 模块的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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