首先，看一張整體的結(jié)構(gòu)圖，來(lái)幫助理解

什么是ThreadLocal

ThreadLocal用于創(chuàng)建線(xiàn)程局部變量，如果創(chuàng)建一個(gè)ThreadLocal變量，那么訪問(wèn)這個(gè)變量的每個(gè)線(xiàn)程都會(huì)有這個(gè)變量的一個(gè)副本，在實(shí)際多線(xiàn)程操作的時(shí)候，操作的是自己本地內(nèi)存中的變量，從而規(guī)避了線(xiàn)程安全問(wèn)題

ThreadLocal的簡(jiǎn)單使用

package test;public class ThreadLocalTest {static ThreadLocal<String> threadLocal= new ThreadLocal<>();public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(()->{//設(shè)置線(xiàn)程1的本地變量的值threadLocal.set("線(xiàn)程1");System.out.println(threadLocal.get());threadLocal.remove();System.out.println("after remove : " + threadLocal.get());});Thread t2 = new Thread(()->{//設(shè)置線(xiàn)程2的本地變量threadLocal.set("線(xiàn)程2");System.out.println(threadLocal.get());threadLocal.remove();System.out.println("after remove : " + threadLocal.get());});t1.start();t2.start();} }

輸出結(jié)果：

由此可知，雖然threadLocal為成員變量，即線(xiàn)程共享，但使用threadLocal在不用線(xiàn)程進(jìn)行賦值、獲取等操作時(shí)，不同線(xiàn)程的操作互不相擾。
那么ThreadLocal是如何作為成員變量，卻能在實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程下數(shù)據(jù)不共享，作為線(xiàn)程局部變量？

ThreadLocal的原理

回到一開(kāi)始的圖：

• ThreadLocal并不實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而是作為一個(gè)工具類(lèi)，提供get、set方法根據(jù)當(dāng)前線(xiàn)程用于操作當(dāng)前線(xiàn)程中的實(shí)際數(shù)據(jù)
• 每個(gè)Thread（線(xiàn)程）中都持有一個(gè)ThreadLocal.ThreadLocalMap類(lèi)型的成員變量，初始值為null。ThreadLocal的get、set方法實(shí)際上就是在操作這個(gè)成員變量。
• ThreadLocalMap持有一個(gè)Entry[]類(lèi)型的成員變量table，類(lèi)似JDK1.7的HashMap中的Entry[] table 可以類(lèi)比學(xué)習(xí)
• Entry key為T(mén)hreadLocal<?>類(lèi)型的的弱引用，value為Object類(lèi)型的強(qiáng)引用

ThreadLocal的set()

public void set(T value) {//1、獲取當(dāng)前線(xiàn)程（調(diào)用者線(xiàn)程）Thread t = Thread.currentThread();//2、獲取當(dāng)前線(xiàn)程的ThreadLocalMap變量ThreadLocalMap map = getMap(t);//3、如果map不為null，就直接添加本地變量，key為當(dāng)前定義的ThreadLocal變量的this引用，值為添加的本地變量值if (map != null)map.set(this, value);//4、如果map為null，說(shuō)明首次添加，需要首先創(chuàng)建出對(duì)應(yīng)的mapelsecreateMap(t, value); }ThreadLocalMap getMap(Thread t) {//獲取線(xiàn)程的threadLocalsreturn t.threadLocals; }void createMap(Thread t, T firstValue) {//創(chuàng)建線(xiàn)程的threadLocals, this為T(mén)hreadLocal<?>的引用t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); }

ThreadLocal的get()

在get方法的實(shí)現(xiàn)中，首先獲取當(dāng)前調(diào)用者線(xiàn)程，如果當(dāng)前線(xiàn)程的threadLocals不為null，就直接返回當(dāng)前線(xiàn)程綁定的本地變量值，否則執(zhí)行setInitialValue方法初始化threadLocals變量。在setInitialValue方法中，類(lèi)似于set方法的實(shí)現(xiàn)，都是判斷當(dāng)前線(xiàn)程的threadLocals變量是否為null，是則添加本地變量（這個(gè)時(shí)候由于是初始化，所以添加的值為null），否則創(chuàng)建threadLocals變量，同樣添加的值為null。
引用自：https://www.cnblogs.com/fsmly/p/11020641.html#_label0

public T get() {//1、獲取當(dāng)前線(xiàn)程Thread t = Thread.currentThread();//2、獲取當(dāng)前線(xiàn)程的threadLocals變量ThreadLocalMap map = getMap(t);//3、如果threadLocals變量不為null，就可以在map中查找到本地變量的值if (map != null) {ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T)e.value;return result;}}//4、執(zhí)行到此處，threadLocals為null，調(diào)用該更改初始化當(dāng)前線(xiàn)程的threadLocals變量return setInitialValue(); }private T setInitialValue() {//protected T initialValue() {return null;}T value = initialValue();//獲取當(dāng)前線(xiàn)程Thread t = Thread.currentThread();//以當(dāng)前線(xiàn)程作為key值，去查找對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程變量，找到對(duì)應(yīng)的mapThreadLocalMap map = getMap(t);//如果map不為null，就直接添加本地變量，key為當(dāng)前線(xiàn)程，值為添加的本地變量值if (map != null)map.set(this, value);//如果map為null，說(shuō)明首次添加，需要首先創(chuàng)建出對(duì)應(yīng)的mapelsecreateMap(t, value);return value; }

ThreadLocal操作總結(jié)

根據(jù)上述源碼的分析可知：ThreadLocal最終操作的都是調(diào)用線(xiàn)程的ThreadLocalMap成員變量，因此不同線(xiàn)程使用同一個(gè)ThreadLocal成員變量互不相擾。
每個(gè)線(xiàn)程內(nèi)部有一個(gè)ThreadLocal.ThreadLocalMap類(lèi)型threadLocals的成員變量，該變量的類(lèi)型為類(lèi)似于HashMap，其中的key為當(dāng)前定義的ThreadLocal變量的this引用，value為使用set方法設(shè)置的值。每個(gè)線(xiàn)程的本地變量存放在自己的本地內(nèi)存變量threadLocals中，如果當(dāng)前線(xiàn)程一直不消亡，那么這些本地變量就會(huì)一直存在（所以可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存溢出），因此使用完畢需要將其remove掉。

ThreadLocal使用不當(dāng)造成內(nèi)存泄漏問(wèn)題

弱引用

弱引用（這里討論ThreadLocalMap中的Entry類(lèi)的重點(diǎn)）：如果一個(gè)對(duì)象只具有弱引用，那么這個(gè)對(duì)象就會(huì)被垃圾回收器GC掉(被弱引用所引用的對(duì)象只能生存到下一次GC之前，當(dāng)發(fā)生GC時(shí)候，無(wú)論當(dāng)前內(nèi)存是否足夠，弱引用所引用的對(duì)象都會(huì)被回收掉)。弱引用也是和一個(gè)引用隊(duì)列聯(lián)合使用，如果弱引用的對(duì)象被垃圾回收期回收掉，JVM會(huì)將這個(gè)引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。若引用的對(duì)象可以通過(guò)弱引用的get方法得到，當(dāng)引用的對(duì)象唄回收掉之后，再調(diào)用get方法就會(huì)返回null

ThreadLocalMap內(nèi)部實(shí)際上是一個(gè)Entry數(shù)組：

• Entry是繼承自WeakReference（弱引用）的一個(gè)類(lèi)。
• Entry的key是指向ThreadLocal的弱引用，value一般為強(qiáng)引用

當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程調(diào)用ThreadLocal的set方法設(shè)置變量的時(shí)候，當(dāng)前線(xiàn)程的ThreadLocalMap就會(huì)存放一個(gè)記錄(Entry)，這個(gè)記錄的key值為T(mén)hreadLocal的弱引用，value就是通過(guò)set設(shè)置的值。
如果當(dāng)前線(xiàn)程一直存在且沒(méi)有調(diào)用該ThreadLocal的remove方法，此時(shí)存在兩種情況：

• ThreadLocalMap之外存在ThreadLocal的引用：那么當(dāng)前線(xiàn)程中的ThreadLocalMap中會(huì)存在對(duì)ThreadLocal變量的引用和value對(duì)象的引用，無(wú)法進(jìn)行垃圾回收，導(dǎo)致這些本地變量一直存在，可能會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出
• ThreadLocalMap之外不存在ThreadLocal的引用：因?yàn)門(mén)hreadLocalMap中的Entry的key使用的是ThreadLocal對(duì)象的弱引用，所以下一次垃圾回收時(shí)ThreadLocal（key）將被回收。此時(shí)ThreadLocalMap中就可能存在key為null但是value不為null的現(xiàn)象，出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。

因此每次使用完ThreadLocal，建議調(diào)用它的remove()方法，清除數(shù)據(jù)，避免內(nèi)存泄漏

內(nèi)存泄漏問(wèn)題總結(jié)

ThreadLocalMap中的Entry的key使用的是ThreadLocal對(duì)象的弱引用，在沒(méi)有其他地方對(duì)ThreadLocal存在依賴(lài)時(shí)，ThreadLocalMap中的ThreadLocal對(duì)象（即key）就會(huì)被回收，而如果其他地方存在ThreadLocal的引用則不會(huì)被回收。當(dāng)key被回收時(shí)，Map中就可能存在key為null但是value不為null的現(xiàn)象，出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。

因此每次使用完ThreadLocal，建議調(diào)用它的remove()方法，清除數(shù)據(jù)，避免內(nèi)存泄漏。

參考

• ThreadLocal
• Java中的ThreadLocal詳解
• TheadLocal 引起的內(nèi)存泄露故障分析

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一文搞懂ThreadLocal及相关的内存泄露问题的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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