关于ThreadLocal的理解

定义:

    这个类给线程提供了一个本地变量,这个变量是该线程自己独立拥有的

开放思维:

    如果我们现在需要实现一个功能,不同的线程拥有自己不同的值,该如何实现呢?

    我们可能会想到把每一个线程作为key,需要保存的变量值作为value,存入一个大的HashMap中,这样就可以实现干扰。

    那么请思考一下,这样实现的缺点是什么呢?

    1:如果有大量的请求线程,那么HashMap得需要占用多大的内存?需要扩容多少次?

    2:随着线程生命周期结束,value值不会回收,会一直占用内存。

那有没有更好的解决办法呢?

    针对问题2,可以采用将每一个局部变量值保存在其对应的线程中的办法来实现,这样当该线程生命周期结束后,其内部保存的变量值也会随之被gc。

    1、ThreadLocalMap键值对数量为ThreadLocal的数量,一般来说ThreadLocal数量很少,相比在ThreadLocal中用Map键值对存储线程共享变量(Thread数量一般来说比ThreadLocal数量多),性能提高很多。

    其实在jdk1.3之前就是采用的在ThreadLocal中维护一个Map,以Thread为key,value为值,进行存储每一个线程需要保存的本地变量的。

ThreadLocal源码:

1

构造函数

2

set函数

3

ThreadLocalset(T value)方法实质上是转到了当前线程的ThreadLocalMapset(ThreadLocal<?> key, Object value)方法

getMap()函数

4

Thread类中成员变量ThreadLocalMap初始值为null

5

创建ThreadLocalMap对象

6

接下来看ThreadLocalMap的构造函数

7

1:初始化ThreadLocalMap的table容量为size为16.

2:计算第一个key的hashCode

3:实例化一个Entry实例作为节点,并以该传入的ThreadLocal作为key,value作为值

4:实例化的Entry节点存入table中

5:设置table初始阈值即  16 * 2 / 3 

其实以上流程可以理解为初始化一个HashMap,并向其中设置了第一个节点,节点比较特殊,每个节点中都保存了当前的ThreadLocal引用,以及当前设置的value值。

接下来详细看下 ThreadLocalMap 的set方法   set(ThreadLocal<?> key, Object  value)的实现

7

参数有两个,一个是以ThreadLocal类实例作为key,一个是Object类型的value

8

一步一步来分析看

1:首先获取Map内的Entry数组,即Map中存放Entry节点的数组引用

2:获取当前Entry数组的长度(可能经过了扩容,就不是初始值16了)

3:计算此次ThreadLocal 参数 即key的hashCode值 i,采用与的方式计算,据说效率更高。

4:开始遍历,取出Entry数组 i 下标位置的Entry引用。作null判断

5:假如不为null,说明tab[i] 对应位置已经有节点了,即存在hash冲突了。我们看下他是怎么处理的

    获取已有节点Entry中的key值 ThreadLocal对象引用是否等于此次需要产生hash冲突的key

    如果等于,说明两次设置的是同一个ThreadLocal 的值,就直接覆盖掉,退出循环

    如果已有节点的key引用等于null,则说明存在了key为null的情况,就会调用replaceStaleEntry方法去重置该key为null的Entry,并会重置其value值为新需要设置的value值。

    如果以上都不是,那么就存在了hashCode函数自身的问题,即把两个不同的ThreadLocal实例key,计算出了相同的hashCode值,此处给出的解决方案是通过遍历相邻的下一个下标,取出下一个下标对应的Entry,如果不为null,就重复计算下一个相邻的下标,知道找到Entry 为null的下一个下标对应的位置。就开始退出循环,直接新增Entry节点,然后插入数组中。

9

6:

10


11


12

以上就是set方法的详解。接下来看一下 ThreadLocal 的 get方法

13

1:获取当前线程

2:获取当前线程内的ThreadLocalMap对象

3:调用ThreadLocalMap的getEntry方法(ThreadLocal<?> key),参数就是当前ThreadLocal对象。

14

4:getEntry方法即使根据传入的ThreadLocal对象作为key,计算其hashCode值,再从Entry数组中获取到该Entry,如果该Entry不为null且该Entry对应的key就是传入的key,那么就直接返回该Entry,否则就存在hash冲突,进入getEntryAfterMiss方法进行处理找到冲突后存放该key的位置。

15

获取到Entry之后,就直接取出该Entry中保存的value值即可。

如果entry为null,则进入 return setInitialValue方法处理

16

初始值就是null

17

关于ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>弱引用问题:

当线程没有结束,但是ThreadLocal已经被回收,则可能导致线程中存在ThreadLocalMap<null,Object>的键值对,造成内存泄露。(ThreadLocal被回收,ThreadLocal关联的线程共享变量还存在)。

虽然ThreadLocal的get,set方法可以清除ThreadLocalMap中key为null的value,但是get,set方法在内存泄露后并不会必然调用,所以为了防止此类情况的出现,我们有两种手段。

1、使用完线程共享变量后,显示调用 ThreadLocal.remove 方法清除线程共享变量;

2、JDK建议ThreadLocal定义为 private static,这样ThreadLocal的弱引用问题则不存在了。

    ThreadLocal 是解决线程安全问题一个很好的思路,它通过为每个线程提供一个独立的变量副本解决了变量并发访问的冲突问题。在很多情况下,ThreadLocal比直接使用synchronized同步机制解决线程安全问题更简单,更方便,且结果程序拥有更高的并发性。

内存泄漏问题(摘录自:深入剖析ThreadLocal实现原理以及内存泄漏问题):

18

最后附上大致的ThreadLocal关联图

19
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,406评论 5 475
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 84,976评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,302评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,366评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,372评论 5 363
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,457评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,872评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,521评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,717评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,523评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,590评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,299评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,859评论 3 306
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,883评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,127评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,760评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,290评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容