浅谈threadlocal

1.什么是threadlocal?

ThreadLocal叫做线程变量，意思是ThreadLocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的。ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，那么每个线程可以访问自己内部的副本变量。

 

2.应用场景？

1、在进行对象跨层传递的时候，使用ThreadLocal可以避免多次传递，打破层次间的约束。

2、线程间数据隔离

3、进行事务操作，用于存储线程事务信息。

4、数据库连接，Session会话管理。

 

 

 

3.源码解析（set,get,romeve三个方法）

　1、set方法源码

 1 public void set(T value) {
 2     //(1)获取当前线程（调用者线程）
 3     Thread t = Thread.currentThread();
 4     //(2)以当前线程作为key值，去查找对应的线程变量，找到对应的map
 5     ThreadLocalMap map = getMap(t);
 6     //(3)如果map不为null，就直接添加本地变量，key为当前定义的ThreadLocal变量的this引用，值为添加的本地变量值
 7     if (map != null)
 8         map.set(this, value);
 9     //(4)如果map为null，说明首次添加，需要首先创建出对应的map
10     else
11         createMap(t, value);
12 }

　在上面的代码中，(2)处调用getMap方法获得当前线程对应的threadLocals(参照上面的图示和文字说明)，该方法代码如下

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals; //获取线程自己的变量threadLocals，并绑定到当前调用线程的成员变量threadLocals上
}

如果调用getMap方法返回值不为null，就直接将value值设置到threadLocals中（key为当前线程引用，值为本地变量）；如果getMap方法返回null说明是第一次调用set方法（前面说到过，threadLocals默认值为null，只有调用set方法的时候才会创建map），这个时候就需要调用createMap方法创建threadLocals，该方法如下所示

1 void createMap(Thread t, T firstValue) {
2     t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
3 }

　　createMap方法不仅创建了threadLocals，同时也将要添加的本地变量值添加到了threadLocals中。

 

2、get方法源码

　　在get方法的实现中，首先获取当前调用者线程，如果当前线程的threadLocals不为null，就直接返回当前线程绑定的本地变量值，否则执行setInitialValue方法初始化threadLocals变量。在setInitialValue方法中，类似于set方法的实现，都是判断当前线程的threadLocals变量是否为null，是则添加本地变量（这个时候由于是初始化，所以添加的值为null），否则创建threadLocals变量，同样添加的值为null。

 1 public T get() {
 2     //(1)获取当前线程
 3     Thread t = Thread.currentThread();
 4     //(2)获取当前线程的threadLocals变量
 5     ThreadLocalMap map = getMap(t);
 6     //(3)如果threadLocals变量不为null，就可以在map中查找到本地变量的值
 7     if (map != null) {
 8         ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
 9         if (e != null) {
10             @SuppressWarnings("unchecked")
11             T result = (T)e.value;
12             return result;
13         }
14     }
15     //(4)执行到此处，threadLocals为null，调用该更改初始化当前线程的threadLocals变量
16     return setInitialValue();
17 }
18 
19 private T setInitialValue() {
20     //protected T initialValue() {return null;}
21     T value = initialValue();
22     //获取当前线程
23     Thread t = Thread.currentThread();
24     //以当前线程作为key值，去查找对应的线程变量，找到对应的map
25     ThreadLocalMap map = getMap(t);
26     //如果map不为null，就直接添加本地变量，key为当前线程，值为添加的本地变量值
27     if (map != null)
28         map.set(this, value);
29     //如果map为null，说明首次添加，需要首先创建出对应的map
30     else
31         createMap(t, value);
32     return value;
33 }

 

3、remove方法的实现

　　remove方法判断该当前线程对应的threadLocals变量是否为null，不为null就直接删除当前线程中指定的threadLocals变量

1  public void remove() {
2     //获取当前线程绑定的threadLocals
3      ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
4      //如果map不为null，就移除当前线程中指定ThreadLocal实例的本地变量
5      if (m != null)
6          m.remove(this);
7  }

 

 

4.threadlocal源码分析总结：

（1）每个Thread维护着一个ThreadLocalMap的引用

（2）ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，用Entry来进行存储

（3）ThreadLocal创建的副本是存储在自己的threadLocals中的，也就是自己的ThreadLocalMap。

（4）ThreadLocalMap的键值为ThreadLocal对象，而且可以有多个threadLocal变量，因此保存在map中

（5）在进行get之前，必须先set，否则会报空指针异常，当然也可以初始化一个，但是必须重写initialValue()方法。

（6）ThreadLocal本身并不存储值，它只是作为一个key来让线程从ThreadLocalMap获取value。

 

 

5.原理：

首先，在每个线程Thread内部有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的成员变量threadLocals，这个threadLocals就是用来存储实际的变量副本的，键值为当前ThreadLocal变量，value为变量副本（即T类型的变量）。初始时，在Thread里面，threadLocals为空，当通过ThreadLocal变量调用get()方法或者set()方法，就会对Thread类中的threadLocals进行初始化，并且以当前ThreadLocal变量为键值，以ThreadLocal要保存的副本变量为value，存到threadLocals。然后在当前线程里面，如果要使用副本变量，就可以通过get方法在threadLocals里面查找。

 

 

6.注意：

重点来了，突然我们ThreadLocal是null了，也就是要被垃圾回收器回收了，但是此时我们的ThreadLocalMap生命周期和Thread的一样，它不会回收，这时候就出现了一个现象。那就是ThreadLocalMap的key没了，但是value还在，这就造成了内存泄漏。

解决办法：使用完ThreadLocal后，执行remove操作，避免出现内存溢出情况。

ThreadLocal不支持继承性

 

 

ThreadLocal类是不能提供子线程访问父线程的本地变量的，而InheritableThreadLocal类则可以做到

 

 

题外基础补充：

①强引用：Java中默认的引用类型，一个对象如果具有强引用那么只要这种引用还存在就不会被GC。

②软引用：简言之，如果一个对象具有弱引用，在JVM发生OOM之前（即内存充足够使用），是不会GC这个对象的；只有到JVM内存不足的时候才会GC掉这个对象。软引用和一个引用队列联合使用，如果软引用所引用的对象被回收之后，该引用就会加入到与之关联的引用队列中

③弱引用（这里讨论ThreadLocalMap中的Entry类的重点）：如果一个对象只具有弱引用，那么这个对象就会被垃圾回收器GC掉(被弱引用所引用的对象只能生存到下一次GC之前，当发生GC时候，无论当前内存是否足够，弱引用所引用的对象都会被回收掉)。弱引用也是和一个引用队列联合使用，如果弱引用的对象被垃圾回收期回收掉，JVM会将这个引用加入到与之关联的引用队列中。若引用的对象可以通过弱引用的get方法得到，当引用的对象呗回收掉之后，再调用get方法就会返回null

④虚引用：虚引用是所有引用中最弱的一种引用，其存在就是为了将关联虚引用的对象在被GC掉之后收到一个通知。（不能通过get方法获得其指向的对象）