Java 线程本地 ThreadLocal 的分析和总结
ThreadLocal<T>类在Spring，Hibernate等框架中起到了很大的作用，对于其工作原理，很多网上的文章分析的不够彻底，甚至有些误解。
首先，为了解释ThreadLocal类的工作原理，必须同时介绍与其工作甚密的其他几个类（内部类）
1.ThreadLocalMap
2.Thread
可能有人会觉得Thread与ThreadLocal有什么关系，其实真正的奥秘就在Thread类中的一行：
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
其中ThreadLocalMap的定义是在ThreadLocal类中，真正的引用却是在Thread类中
那么ThreadLocalMap究竟是什么呢？
可以看到这个类应该是一个Map,JDK的解释是
ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for maintaining thread local values
接下来的重点是ThreadLocalMap中用于存储数据的entry
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
从中我们可以发现这个Map的key是ThreadLocal变量，value为用户的值，并不是网上大多数的列子key是线程的名字或者标识
到这里，我们就可以理解ThreadLocal究竟是如何工作的了
1.Thread类中有一个成员变量叫做ThreadLocalMap，它是一个Map，他的Key是ThreadLocal类
2.每个线程拥有自己的申明为ThreadLocal类型的变量,所以这个类的名字叫'ThreadLocal'：线程自己的（变量）
3.此变量生命周期是由该线程决定的，开始于第一次初始（get或者set方法）
4.由ThreadLocal的工作原理决定了：每个线程独自拥有一个变量，并非共享或者拷贝
/**
* @author mxdba
*
*/
public class ThreadLocalSample {
public static void main(String[] args) {
ThreadTest test1 = new ThreadTest(10);
ThreadTest test2 = new ThreadTest(20);
test1.start();
test2.start();
}
}
/**
* 此线程有两个ThreadLocal变量，但是由于ThreadLocal是延迟初始的，
* 所以在debug时可以看到线程名为“线程20”的线程的ThreadLocalMap中没有thLcal2这个entry
* @author mxdba
*
*/
class ThreadTest extends Thread {
public static ThreadLocal<Integer> thLocal = new ThreadLocal<Integer>();
public static ThreadLocal<String> thLocal2 = new ThreadLocal<String>();
public Integer num;
public ThreadTest(Integer num) {
super("线程" + num);
this.num = num;
}
@Override
public void run() {
Integer n = thLocal.get();
if(num != 20) {
String s = thLocal2.get();
}
if(n == null) {
thLocal.set(num);
}
System.out.println(thLocal.get());
}
}
接下来分析一下源码，就更加清楚了
/**
* 关键方法，返回当前Thread的ThreadLocalMap
* [[[每个Thread返回各自的ThreadLocalMap，所以各个线程中的ThreadLocal均为独立的]]]
*/
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
Threadlocal的get方法代码
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
/**
* 得到当前线程的ThreadLocalMap
*/
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
/**
* 在此线程的ThreadLocalMap中查找key为当前ThreadLocal对象的entry
*/
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
初始化方法代码
private T setInitialValue() {
/**
* 默认返回null，这个方法为protected可以继承
*/
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
/**
* 初次创建
*/
createMap(t, value);
return value;
}
/**
* 给当前thread初始ThreadlocalMap
*/
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
通过上边的分析，我们发现，ThreadLocal类的使用虽然是用来解决多线程的问题的，但是还是有很明显的针对性
1.最明显的，ThreadLoacl变量的活动范围为某线程，并且我的理解是该线程“专有的，独自霸占”，对该变量的所有操作均有该线程完成！也就是说，ThreadLocal不是用来解决共享，竞争问题的。典型的应用莫过于Spring，Hibernate等框架中对于多线程的处理了
private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();
public static Session getSession() throws InfrastructureException {
Session s = (Session) threadSession.get();
try {
if (s == null) {
s = getSessionFactory().openSession();
threadSession.set(s);
}
} catch (HibernateException ex) {
throw new InfrastructureException(ex);
}
return s;
}
这段代码，每个线程有自己的ThreadLocalMap，每个ThreadLocalMap中根据需要初始加载threadSession,这样 的好处就是介于singleton与prototype之间，应用singleton无法解决线程，应用prototype开销又太大，有了 ThreadLocal之后就好了，对于需要线程“霸占”的变量用ThreadLocal，而该类实例的方法均可以共享。
2.关于内存泄漏：
虽然ThreadLocalMap已经使用了weakReference，但是还是建议能够显示的使用remove方法。
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