ThreadLocal简析

简介

  ThreadLocal在Java多线程开发中常见的一个类,在面试中也经见的问题,比如ThreadLocal的作用是什么,ThreadLocal的实现原理是什么等等。ThreadLocal是java中一个类,用于实现变量在多线程并发环境下维持线程的封闭性(封闭指的是可变对象对于其他线程是不可访问,不可操作的)。所以ThreadLocal其实可以当做一个线程内的局部变量来理解。

 

使用场景

当我们创建一个数据库连接,并且不希望在代码中互相传递,我们会将它设置成全局变量。然而数据库连接并不一定是线程安全的,我们希望每一个线程维持一个连接。

1 private static ThreadLocal<Connection> connectionHolder = new ThreadLocal<Connection>() {
2   public Connection initialValue() {
3     return DriverManager.getConnection(DB_URL);
4   }
5 };
6  
7 public static Connection getConnection() {
8   return connectionHolder.get();
9 }

  如上述代码,当不同的线程来调用getConnection方法的时候,获取到是不一样的Connection对象。hibernate的session管理也是通过ThreadLocal来实现的。

 

源码分析

  先来看一下ThreadLocal中最常用的几个方法。

 1     public T get() {
 2         Thread t = Thread.currentThread();
 3         ThreadLocalMap map = getMap(t);
 4         if (map != null) {
 5             ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
 6             if (e != null) {
 7                 @SuppressWarnings("unchecked")
 8                 T result = (T)e.value;
 9                 return result;
10             }
11         }
12         return setInitialValue();
13     }
14 
15     ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
16         return t.threadLocals;
17     }
18     
19     public void set(T value) {
20         Thread t = Thread.currentThread();
21         ThreadLocalMap map = getMap(t);
22         if (map != null)
23             map.set(this, value);
24         else
25             createMap(t, value);
26     }    

 

  ThreadLocal的get方法和set方法算是最常用的方法了。第3行和第21中对ThreadLocal的操作都是通过一个ThreadLocalMap进行读写来完成get和set,ThreadLocalMap是一个散列表。从第5行和第23行看出,ThreadLocalMap的key是this,指代的是ThreadLocal本身,value则是线程对应的变量值。有一点要注意的是,ThreadlocalMap是在ThreadLocal内部定义的静态内部类,却是Thread类的属性。

  刚才说过ThreadlocalMap是一个散列表,但是它跟HashMap不一样。HashMap解决Hash冲突的方式是使用分离链表法,但是ThreadlocalMap是通过线性探测法来解决Hash冲突,这里就不对这方面进行细讲。

  

内存泄漏

  简介了ThreadLocal不顺便讲一讲ThreadLocal内存泄漏问题感觉很不专业,但是讲这个问题之前,可以先看一下上面图中,ThreadLocalMap的Entry使用的是一个弱引用(WeakReference),Java的引用分为强软弱虚四种,弱引用的特点是,当一个对象只被一个弱引用链接的时候,下次GC就会将刚对象回收。其他的引用细节这里不做赘述。

  内存泄漏原因:当一个ThreadLocal对象使用完毕被系统回收之后,因为Entry中的key为弱引用(这里并非整个entry),ThreadLocalMap中就有一个Entry中的Key会被设置为Null,此时value仍然保存和entry之间的强链接,导致value无法回收。假如线程一直不关闭,而ThreadLocalMap有大量的key被回收,就会存在一堆entry的key为null,value各不相同且无法回收的状况,所以ThreadLocal的get、set、remove中都会进行对key==null的entry进行清理。

   有人说内存泄漏是因为弱引用引起的,其实并不是,如果使用强引用,则会导致必须手动清除不需要使用的entry。使用上更加麻烦,并且更加容易出Bug。

  总的来说,当ThreadLocal变量已经不使用的时候,最好做一次remove()动作进行清理,这会是一个好习惯。

 

posted on 2018-03-21 11:33  阿姆斯特朗回旋炮  阅读(160)  评论(0编辑  收藏

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