有关Java线程隔离方面的问题也是面试中必问的一个问题，今天就好好看一下ThreadLocal 实现原理，也是我们在解决多线程数据安全时比较常用的一个手段
实现理论
将变量保存为每个线程栈内部的变量，因为线程栈与线程栈之间内部的变量不不会相互影响的，所以就不会存在数据不安全的情况。
代码实现
Thread类
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
Thread内由此Map 负责维护 Thread 内被隔离的变量
ThreadLocalMap
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
此Map中的key为 ThreadLocal对象，value为存在Thread被隔离变量的值。
ThreadLocal
当使用ThreadLocal set值的时候
public void set(T value) {
//获取当前操作线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
//将值 放置在 当前线程局部变量 ThreadLocalMap 中
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
//获取当前线程局部变量 ThreadLocalMap
return t.threadLocals;
}
至此可以发现达到了 线程隔离的效果
当使用 ThreadLocal get值的时候
public T get() {
//获取当前线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
//获取当前线程局部变量 ThreadLocalMap
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
//从Map中 根据 threadlocal key及this 获取value
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
小结
至此大概可以总结出Thread ThreadLocal ThreadLocalMap 之间的关系
Thread 中存在 ThreadLocalMap 的强引用，ThreadLocalMap 中 Entry 存在 key 为 ThreadLocal 的弱引用，以及任意类型 value 的强引用
此处就会出现 内存泄漏 的情况，当一次GC过后，ThreadLocal 会被回收掉变为null，所以ThreadLocalMap 中的key变为null,此时value理应被回收掉，但是如果线程对象没有结束的话，就会存在 Thread -> ThreadLocalMap -> Entry -> (null,value) 的引用链，导致value不会被回收，为了应对这种情况的发生，ThreadLocal 在get 和 set 操作时会将key为null的 Entry 的 value 也变为 null
private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
// expunge entry at staleSlot
tab[staleSlot].value = null;
tab[staleSlot] = null;
size--;
// Rehash until we encounter null
Entry e;
int i;
for (i = nextIndex(staleSlot, len);
(e = tab[i]) != null;
i = nextIndex(i, len)) {
//如果key为null，则将对应的value也变为null，同时将长度减一
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == null) {
e.value = null;
tab[i] = null;
size--;
} else {
//省略部分代码
}
}
return i;
}
总结
- Thread -> ThreadLocal.ThreadLocalMap -> Entry -> (weakReferencr<ThreadLocal>,T value)
- 在 ThreadLocalMap set ，get 时 会执行 key为null 的 Entry 的 value 也变为null ，同时减少Map长度。
