一 、概述
- 定義
官方定義：
This class provides thread-local variables. These variables differ from their normal counterparts in that each thread that accesses one (via its <tt>get</tt> or <tt>set</tt> method) has its own, independently initialized copy of the variable. <tt>ThreadLocal</tt> instances are typically private static fields in classes that wish to associate state with a thread (e.g., a user ID or Transaction ID).
簡(jiǎn)單翻譯一下：ThreadLocal類用來提供線程內(nèi)部的局部變量。這些變量在多線程環(huán)境下訪問(通過get或set方法訪問)時(shí)能保證各個(gè)線程里的變量相對(duì)獨(dú)立于其他線程，ThreadLocal實(shí)例通常定義為private static類型。
總結(jié)：ThreadLocal 不用于解決共享變量的問題，不是為了協(xié)調(diào)線程同步而存在，而是為了方便每個(gè)線程處理自己的狀態(tài)而引入的一個(gè)機(jī)制，它為每個(gè)線程創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的變量副本，這個(gè)變量獨(dú)立于其他線程。
二、使用
ThreadLocal可以看做是一個(gè)容器，容器里面存放著屬于當(dāng)前線程的變量。ThreadLocal類提供了四個(gè)對(duì)外開放的接口方法 :T initialValue()、void set(Object value)、T get()、void remove()，我們逐個(gè)分析。
- T initialValue() :
protected T initialValue() {
return null;
}
返回該線程局部變量的初始值，該方法是一個(gè)protected的方法，顯然是為了讓子類覆蓋而設(shè)計(jì)的。這個(gè)方法是一個(gè)延遲調(diào)用方法，在線程第1次調(diào)用get()或set(Object)時(shí)才執(zhí)行，并且僅執(zhí)行1次，ThreadLocal中的缺省實(shí)現(xiàn)直接返回一個(gè)null。
- void set(Object value)
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
設(shè)置當(dāng)前線程的線程局部變量的值。
- T get()
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
返回當(dāng)前線程所對(duì)應(yīng)的線程局部變量。 若當(dāng)前Thread中的ThreadLocalMap為null，進(jìn)行初始化操作，調(diào)用方法setInitialValue()，在這個(gè)方法中，會(huì)執(zhí)行initialValue() 取得默認(rèn)值，若子類沒有重寫此方法，默認(rèn)返回 null。
- void remove()
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}
將當(dāng)前線程局部變量的值刪除，目的是為了減少內(nèi)存的占用，該方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，當(dāng)線程結(jié)束后，對(duì)應(yīng)該線程的局部變量將自動(dòng)被垃圾回收，所以顯式調(diào)用該方法清除線程的局部變量并不是必須的操作，但它可以加快內(nèi)存回收的速度。
三、實(shí)現(xiàn)
ThreadLocal類中存在一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類ThreadLocalMap(類似于Map)，用鍵值對(duì)的形式存儲(chǔ)每一個(gè)線程的變量副本，ThreadLocalMap中元素的key為當(dāng)前ThreadLocal對(duì)象，而value對(duì)應(yīng)線程的變量副本。
static class ThreadLocalMap {
//map中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)Entry,其鍵key是ThreadLocal并且還是弱引用，這也導(dǎo)致了后續(xù)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存泄漏問題的原因。
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
/**
* The initial capacity -- MUST be a power of two.
*/
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
/**
* The table, resized as necessary.
* table.length MUST always be a power of two.
*/
private Entry[] table;
.................
}
總之，為不同線程創(chuàng)建不同的ThreadLocalMap，用線程本身為區(qū)分點(diǎn)，每個(gè)線程之間其實(shí)沒有任何的聯(lián)系，說是說存放了變量的副本，其實(shí)可以理解為為每個(gè)線程單獨(dú)new了一個(gè)初始值相同的對(duì)象。
四、內(nèi)存泄漏問題。
在上面提到過，每個(gè)thread中都存在一個(gè)map, map的類型是ThreadLocal.ThreadLocalMap. Map中的key為一個(gè)threadlocal實(shí)例. 這個(gè)Map的確使用了弱引用,不過弱引用只是針對(duì)key. 每個(gè)key都弱引用指向threadlocal. 當(dāng)把threadlocal實(shí)例置為null以后,沒有任何強(qiáng)引用指向threadlocal實(shí)例,所以threadlocal將會(huì)被gc回收. 但是,我們的value卻不能回收,因?yàn)榇嬖谝粭l從current thread連接過來的強(qiáng)引用. 只有當(dāng)前thread結(jié)束以后, current thread就不會(huì)存在棧中,強(qiáng)引用斷開, Current Thread, Map, value將全部被GC回收.
所以得出一個(gè)結(jié)論就是只要這個(gè)線程對(duì)象被gc回收，就不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄露，但threadLocal設(shè)為null和線程結(jié)束這段時(shí)間不會(huì)被回收的，就發(fā)生了我們認(rèn)為的內(nèi)存泄露。其實(shí)這是一個(gè)對(duì)概念理解的不一致，也沒什么好爭(zhēng)論的。最要命的是線程對(duì)象不被回收的情況，這就發(fā)生了真正意義上的內(nèi)存泄露。比如使用線程池的時(shí)候，線程結(jié)束是不會(huì)銷毀的，會(huì)再次使用的。就可能出現(xiàn)內(nèi)存泄露。
