前言

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在《透徹理解Spring事務(wù)設(shè)計(jì)思想之手寫實(shí)現(xiàn)》中，已經(jīng)向大家揭示了Spring就是利用ThreadLocal來實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程中的Connection是同一個(gè)，從而保證了事務(wù)。本篇博客將帶大家來深入分析ThreadLocal的實(shí)現(xiàn)原理。

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ThreadLocal是什么、有什么、能做什么？

ThreadLocal提供一個(gè)線程（Thread）局部變量，訪問到某個(gè)變量的每一個(gè)線程都擁有自己的局部變量。說白了，ThreadLocal就是想在多線程環(huán)境下去保證成員變量的安全。

ThreadLocal提供的方法

ThreadLocal API

對(duì)于ThreadLocal而言，常用的方法，就是get/set/initialValue方法。

我們先來看一個(gè)例子

demo

運(yùn)行結(jié)果

是你想象中的結(jié)果么？

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很顯然，在這里，并沒有通過ThreadLocal達(dá)到線程隔離的機(jī)制，可是ThreadLocal不是保證線程安全的么？這是什么鬼？

雖然，ThreadLocal讓訪問某個(gè)變量的線程都擁有自己的局部變量，但是如果這個(gè)局部變量都指向同一個(gè)對(duì)象呢？這個(gè)時(shí)候ThreadLocal就失效了。仔細(xì)觀察下圖中的代碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，threadLocal在初始化時(shí)返回的都是同一個(gè)對(duì)象a！

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看一看ThreadLocal源碼

我們直接看最常用的set操作：

set

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線程局部變量

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createMap

你會(huì)看到，set需要首先獲得當(dāng)前線程對(duì)象Thread；

然后取出當(dāng)前線程對(duì)象的成員變量ThreadLocalMap；

如果ThreadLocalMap存在，那么進(jìn)行KEY/VALUE設(shè)置，KEY就是ThreadLocal；

如果ThreadLocalMap沒有，那么創(chuàng)建一個(gè)；

說白了，當(dāng)前線程中存在一個(gè)Map變量，KEY是ThreadLocal，VALUE是你設(shè)置的值。

看一下get操作：

get

這里其實(shí)揭示了ThreadLocalMap里面的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，從上面的代碼來看，ThreadLocalMap中存放的就是Entry，Entry的KEY就是ThreadLocal，VALUE就是值。

ThreadLocalMap.Entry：

弱引用？

在JAVA里面，存在強(qiáng)引用、弱引用、軟引用、虛引用。這里主要談一下強(qiáng)引用和弱引用。

強(qiáng)引用，就不必說了，類似于：

A a = new A();

B b = new B();

考慮這樣的情況：

C c = new C(b);

b = null;

考慮下GC的情況。要知道b被置為null，那么是否意味著一段時(shí)間后GC工作可以回收b所分配的內(nèi)存空間呢？答案是否定的，因?yàn)榧幢鉨被置為null，但是c仍然持有對(duì)b的引用，而且還是強(qiáng)引用，所以GC不會(huì)回收b原先所分配的空間！既不能回收利用，又不能使用，這就造成了內(nèi)存泄露。

那么如何處理呢？

可以c = null;也可以使用弱引用！（WeakReference w = new WeakReference(b);）

分析到這里，我們可以得到：

內(nèi)存結(jié)構(gòu)圖

這里我們思考一個(gè)問題：ThreadLocal使用到了弱引用，是否意味著不會(huì)存在內(nèi)存泄露呢？

首先來說，如果把ThreadLocal置為null，那么意味著Heap中的ThreadLocal實(shí)例不再有強(qiáng)引用指向，只有弱引用存在，因此GC是可以回收這部分空間的，也就是key是可以回收的。但是value卻存在一條從Current Thread過來的強(qiáng)引用鏈。因此只有當(dāng)Current Thread銷毀時(shí)，value才能得到釋放。

因此，只要這個(gè)線程對(duì)象被gc回收，就不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄露，但在threadLocal設(shè)為null和線程結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)不會(huì)被回收的，就發(fā)生了我們認(rèn)為的內(nèi)存泄露。最要命的是線程對(duì)象不被回收的情況，比如使用線程池的時(shí)候，線程結(jié)束是不會(huì)銷毀的，再次使用的，就可能出現(xiàn)內(nèi)存泄露。

那么如何有效的避免呢？

事實(shí)上，在ThreadLocalMap中的set/getEntry方法中，會(huì)對(duì)key為null（也即是ThreadLocal為null）進(jìn)行判斷，如果為null的話，那么是會(huì)對(duì)value置為null的。我們也可以通過調(diào)用ThreadLocal的remove方法進(jìn)行釋放！

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好了，到這里，ThreadLocal的剖析就完成了，自己對(duì)ThreadLocal的認(rèn)識(shí)又深入了些，^_^

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作者：張豐哲
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的对ThreadLocal实现原理的一点思考的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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