面试官都爱问的 ThreadLocal
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1. 是什么?
JDK1.2
提供的的一个线程绑定变量的类。
他的思想就是:给每一个使用到这个资源的线程都克隆一份,实现了不同线程使用不同的资源,且该资源之间相互独立
2. 为什么用?
思考一个场景:数据库连接的时候,我们会创建一个Connection
连接,让不同的线程使用。这个时候就会出现多个线程争抢同一个资源的情况。
这种多个线程争抢同一个资源的情况,很常见,我们常用的解决办法也就两种:空间换时间,时间换空间
没有办法,鱼与熊掌不可兼得也。就如我们的CAP
理论,也是牺牲其中一项,保证其他两项。
而针对上面的场景我们的解决办法如下:
空间换时间:为每一个线程创建一个连接。
- 直接在线程工作中,创建一个连接。(重复代码太多)
- 使用ThreadLocal
,为每一个线程绑定一个连接。
时间换空间:对当前资源加锁,每一次仅仅存在一个线程可以使用这个连接。
通过ThreadLocal
为每一个线程绑定一个指定类型的变量,相当于线程私有化
3. 怎么用?
没错,这四行代码已经把ThreadLocal
的使用方法表现得明明白白。
get
从ThreadLocal
拿出一个当前线程所拥有得对象set
给当前线程绑定一个对象remove
将当前线程绑定的当前对象移除
记住在使用的以后,一定要 remove,一定要 remove,一定要 remove
为什么要remove
。相信不少小伙伴听到过ThreadLocal
会导致内存泄漏问题。
没错,所以为了解决这种情况,所以你懂吧,用完就移除,别浪费空间(渣男欣慰)
看到这,脑袋上有好多问号出现了(小朋友你是否有很多问号?)
为啥会引发内存泄漏?
为啥不 remove 就内存泄漏了
它是怎么讲对象和线程绑定的
为啥 get 的时候拿到的就是当前线程的而不是其他线程的
它怎么实现的???
来吧,开淦,源码来
4. 源码解读
先来说一个思路:**如果我们自己写一个ThreadLocal
会咋写?**
线程绑定一个对象。**这难道不是我们熟知的map
映射?**有了Map
我们就可以以线程为Key
,对象为value
添加到一个集合中,然后各种get,set,remove
操作,想怎么玩就怎么玩,搞定。😀
这个时候,有兄弟说了。你这思路不对啊,你这一个线程仅仅只能存放一个类型的变量,那我想存多个呢?
摸摸自己充盈的发量,你说出了一句至理名言:万般问题,皆系于源头和结果之中。
从结果考虑,让开发者自己搞线程私有(估计被会开发者骂死)
来吧,从源头考虑。现在我们的需求是:线程可以绑定多个值,而不仅仅是一个。嗯,没错,兄弟们把你们的想法说出来。
**让线程自己维护一个 Map,将这个ThreadLocal
作为Key
,对象作为Value
不就搞定了**
兄弟,牛掰旮旯四
此时,又有兄弟说了。按照你这样的做法,将ThreadLocal
扔到线程本身的的 Map 里,那岂不是这个ThreadLocal
**一直被线程对象引用,所以在线程销毁之前都是可达的,都无法GC
呀,有BUG
啊**???
好,问题。这样想,既然由于线程和ThreadLocal
对象存在引用,导致无法GC
,那我将你和线程之间的引用搞成弱引用或者软引用不就成了。一GC
你就没了。
啥,你不知道啥是弱引用和软引用???
前面讲过的东西,算啦再给你们复习一波。
JDK
中存在四种类型引用,默认是强引用,也就是我们经常干的事情。疯狂new,new,new
。这个时候创建的对象都是强引用。
强引用。直接
new
软引用。通过
SoftReference
创建,在内存空间不足的时候直接销毁,即它可能最后的销毁地点是在老年区弱引用。通过
WeakReference
创建,在GC
的时候直接销毁。即其销毁地点必定为伊甸区虚引用。通过
PhantomReference
创建,它和不存也一样,非常虚,只能通过引用队列在进行一些操作,主要用于堆外内存回收
好了,回到正题,上面的引用里最适合我们当前的场景的就是弱引用了,为什么这个样子说:
在以往我们使用完对象以后等着GC
清理,但是对于ThreadLocal
来说,即使我们使用结束,也会因为线程本身存在该对象的引用,处于对象可达状态,垃圾回收器无法回收。这个时候当ThreadLocal
太多的时候就会出现内存泄漏的问题。
而我们将ThreadLocal
对象的引用作为弱引用,那么就很好的解决了这个问题。当我们自己使用完ThreadLocal
以后,**当GC
的时候就会将我们创建的强引用直接干掉,而这个时候我们完全可以将线程Map
中的引用干掉,于是使用了弱引用,这个时候大家应该懂了为啥不使用软引用了吧**
还有一个问题:为什么会引发内存泄漏呢?
了解Map
结构的兄弟们应该清楚,内部实际就一个节点数组,对于ThreadLocalMap
而言,内部是一个Entity
,它将Key
作为弱引用,Value
还是强引用。如果我们在使用完ThreadLocal
以后,没有对Entity
进行移除,会引发内存泄漏问题。
ThreadLocalMap
提供了一个方法expungeStaleEntry
方法用来排除无效的Entity
(Key
为空的实体)
说到这里,有一个问题我思考了蛮久的,value 为啥不搞成弱引用,用完直接扔了多好
最后思考出来得答案(按照源码推了一下):
**不设置为弱引用,是因为不清楚这个Value
除了map
的引用还是否还存在其他引用,如果不存在其他引用,当GC
的时候就会直接将这个 Value 干掉了,而此时我们的ThreadLocal
还处于使用期间,就会造成 Value 为 null 的错误,所以将其设置为强引用。**
而为了解决这个强引用的问题,它提供了一种机制就是上面我们说的将Key
为Null
的Entity
直接清除
到这里,这个类的设计已经很清楚了。接下来我们看一下源码吧!
需要注意的一个点是:**ThreadLocalMap
解决哈希冲突的方式是线性探测法。**
人话就是:如果当前数组位有值,则判断下一个数组位是否有值,如果有值继续向下寻找,直到一个为空的数组位
Set 方法
Get 方法
remove
我们可以看到一个现象:在set
,get
,remove
的时候都调用了expungeStaleEntry
来将所有失效的Entity
移除
看一下这个方法做了什么
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【执墨】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/3a3d88970b02464b1e2f47f4f】。文章转载请联系作者。
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