ThreadLocal的使用方法、作用、使用场景和原理

个人理解就是直接在线程内新建了一个“局部变量”,之所以加引号是因为,这个局部变量实际上可以是本线程内的全局变量。
使用方法如下:

ThreadLocal<String> threadLocalOld = new ThreadLocal<String>(){
  @Override
  protected String initialValue() {
    return new String("dsadsa");
  }
};
Thread thread = new Thread(()->{
  String s = threadLocalOld.get();//每个线程调度get函数获取本线程的副本。
  // do sth
  threadLocalOld.set("dsad");// set函数set的值,只会设置本线程的值,不会对其他线程有任何影响。
});
Thread thread1 = new Thread(()->{
  String s = new String("dsadsa");//ThreadLocal效果定义local variable类似。
  // do sth
});

ThreadLocal的作用即是:
在每个线程中存储一个变量的副本,这样在每个线程对该变量进行使用的使用,使用的即是该线程的局部变量,从而保证了线程的安全性以及高效性。
ThreadLocal的使用场景:

在并发编程中时常有这样一种需求:每条线程都需要存取一个同名变量,但每条线程中该变量的值均不相同。

ThreadLocal的实现原理
ThreadLocal的使用主要牵涉到三个方法:set(T t),get(T t),remove(),以下是三个方法的源码:

    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }

    private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return 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);
    }

    public void remove() {
         ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         if (m != null)
             m.remove(this);
     }

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

ThreadLocal类中包含了以上的三个主要的操作方法,其中定义了ThreadLocalMap这一内部类,顾名思义,这是一个类似HashMap的表结构,内部存储的确实也是(key,value)键值对,但内部只有数组,而没有链表,key是ThreadLocal对象,value是我们要操作的数。

虽说ThreadLocalMap定义在ThreadLocal类中,但是其维护实际是在Thread类中实现的,Thread类中有着ThreadLocal.ThreadLocalMap这样的属性,在调用set和get方法的时候,会首先获取该线程内的ThreadLocal.ThreadLocalMap对象,然后将ThreadLocal对象作为key存储进去(自己调用方法,然后把自己作为key存进去,interesting :) ),之所以要把ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry定义为数组,是因为每个线程中可能会创建多个ThreadLocal对象,所以用数组进行存储。

这样每个线程在使用目标数的时候,就可以从每个线程的Map中调出该value,因为每个线程中的Map是不同的Map,所以无关线程安全性的讨论。

ThreadLocal内存泄露:
ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry中的key是弱引用的,也即是当某个ThreadLocal对象不存在强引用时,就会被GC回收,但是value是基于强引用的,所以当key被回收,但是value还存在其他强引用时,就会出现内存的泄露情况,在最新的ThreadLocal中已经做出了修改,即在调用set、get、remove方法时,会清除key为null的Entry,但是如果不调用这些方法,仍然还是会出现内存泄漏 :),所以要养成用完ThreadLocal对象之后及时remove的习惯。

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