Java并发学习之九——使用本地线程变量ThreadLocal

1.什么是ThreadLocal

 

    根据JDK文档中的解释：ThreadLocal的作用是提供线程内的局部变量，这种变量在多线程环境下访问时能够保证各个线程里变量的独立性。

    从这里可以看出，引入ThreadLocal的初衷是为了提供线程内的局部变量，而不是为了解决共享对象的多线程访问问题。实际上，ThreadLocal根本就不能解决共享对象的多线程访问问题。

 

2.ThreadLocal实现原理

    每个线程中可以持有很多个ThreadLocal对象，这些对象通过hash后存储在Thread的ThreadLocalMap中，其中的Key为ThreadLocal对象，value为该对象在本线程中的一个副本。用图表示如下：

    从图中可以看出，ThreadLocal本身并不存储value值，只是作为key在ThreadLocalMap中索引value值

3.ThreadLocal是否会造成内存泄露？

     每个Thread含有的ThreadLocalMap中的Key为ThreadLocal变量的弱引用，如果一个ThreadLocal变量没有外部强引用来引用它，那么它在JVM下一次GC的时候会被垃圾回收掉，这时候，Map中就存在了key为NULL的value，这个value无法被访问。如果当前线程再迟迟不结束的话（例如当前线程在一个线程池中），那么value所指向的对象可能永远无法释放，也即不能被回收，造成内存泄露。

     ThreadLocalMap的设计者很显然也想到了这个问题，所以其在每一次对ThreadLocalMap的set，get，remove等操作中，都会清除Map中key为null的Entry。因此，ThreadLocal一般是不会存在内存泄露风险的。

     但是，将清除NULL对象的工作交给别人，并不是一个明智的选择，所以聪明的你，在Thread中使用完ThreadLocal对象后，一定要记得调用ThreadLocal的remove方法，进行手动清除。

4.示例代码

/** 
 * JDK Version:1.8 
 */  
public class ThreadLocalTest {  
    private static final ThreadLocal<Integer> local = ThreadLocal.withInitial(()->0);  
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
        for(int i = 0; i < 10;i += 3){  
            new MyThread(i).start();  
        }  
    }  
  
    static class MyThread extends Thread{  
        private int end;  
  
        public MyThread(int end) {  
            this.end = end;  
        }  
  
        @Override  
        public void run() {  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start, local = " + local.get());  
            for(int i = 0; i <= end;i++){  
                local.set(local.get() + i); //计算(end+1)*end/2的值  
            }  
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " end, local = " + local.get());  
        }  
    }  
}  

运行结果如下：

Thread-0 start, local = 0
Thread-2 start, local = 0
Thread-1 start, local = 0
Thread-2 end, local = 21
Thread-3 start, local = 0
Thread-0 end, local = 0
Thread-3 end, local = 45
Thread-1 end, local = 6