并发容器-ThreadLocal

　　一、问题

• 什么是ThreadLocal？用来解决什么问题的？
• 说说你对ThreadLocal的理解
• ThreadLocal是如何实现线程隔离的？
• 为什么ThreadLocal会造成内存泄露？如何解决
• 还有哪些使用ThreadLocal的应用场景？

　二、ThreadLocal简介

　　ThreadLocal是一个将在多线程中为每一个线程创建单独的变量副本的类; 当使用ThreadLocal来维护变量时, ThreadLocal会为每个线程创建单独的变量副本, 避免因多线程操作共享变量而导致的数据不一致的情况

　　三、ThreadLocal原理

　　　　如何实现线程隔离？主要是用到了Thread对象中的一个ThreadLocalMap类型的变量threadLocals, 负责存储当前线程的关于Connection的对象, dbConnectionLocal(以上述例子中为例) 这个变量为Key, 以新建的Connection对象为Value; 这样的话, 线程第一次读取的时候如果不存在就会调用ThreadLocal的initialValue方法创建一个Connection对象并且返回;

ThreadLocalMap对象是什么？本质上来讲, 它就是一个Map, 但是这个ThreadLocalMap与我们平时见到的Map有点不一样。
它没有实现Map接口; 它没有public的方法, 最多有一个default的构造方法, 因为这个ThreadLocalMap的方法仅仅在ThreadLocal类中调用, 
属于静态内部类 ThreadLocalMap的Entry实现继承了WeakReference<ThreadLocal<?>> 该方法仅仅用了一个Entry数组来存储Key, Value; 
Entry并不是链表形式, 而是每个bucket里面仅仅放一个Entry;

 

　　

　　四、应用场景

ThreadLocal被提到应用最多的是session管理和数据库链接管理，DateFormat时间格式化等

 public static final ThreadLocal<DateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<DateFormat>(){
        @Override
        protected DateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        }
    }

 

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class ConnectionManager {
    private static final ThreadLocal<Connection> dbConnectionLocal = new ThreadLocal<Connection>() {
        @Override
        protected Connection initialValue() {
            try {
                return DriverManager.getConnection("", "", "");
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
        }
    };
    public Connection getConnection() {
        return dbConnectionLocal.get();
    }
}  

 

　　五、注意事项

　　1、虽然ThreadLocal能够解决一些问题，但是由于在每个线程中都创建了副本，所以要考虑它对资源的消耗，比如内存的占用会比不使用ThreadLocal要大。

　　2、ThreadLocal造成内存泄露的问题  如果用线程池来操作ThreadLocal 对象确实会造成内存泄露, 因为对于线程池里面不会销毁的线程, 里面总会存在着<ThreadLocal, LocalVariable>的强引用, 因为final static 修饰的 ThreadLocal 并不会释放, 而ThreadLocalMap 对于 Key 虽然是弱引用, 但是强引用不会释放, 弱引用当然也会一直有值, 同时创建的LocalVariable对象也不会释放, 就造成了内存泄露; 如果LocalVariable对象不是一个大对象的话, 其实泄露的并不严重, 泄露的内存 = 核心线程数 * LocalVariable对象的大小; 所以, 为了避免出现内存泄露的情况, ThreadLocal提供了一个清除线程中对象的方法, 即 remove, 其实内部实现就是调用 ThreadLocalMap 的remove方法: