详解 ThreadLocal

2023-01-14
浙江
本文字数：1905 字
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ThreadLocal 是什么

ThreadLocal 类提供了一种线程本地变量的实现方式。不同于各线程都可以访问的全局变量，ThreadLocal 中的变量属于线程私有，只有当前线程才能访问到。

ThreadLocal 能做什么

案例：为每个线程生成唯一的标识符；第一次调用 ThreadId.get()时会返线程 Id 会被赋值。当第一次调用 get 方法时会触发 initialValue 生成初始值。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;     public class ThreadId {       private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);         //生成每个线程的ID       private static final ThreadLocal<Integer> threadId =           new ThreadLocal<Integer>() {               @Override protected Integer initialValue() {                   return nextId.getAndIncrement();           }       };         // 返回线程的唯一id;       public static int get() {           return threadId.get();       }   }

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上面的案例可以衍生出其他适用场景，比如登录 token 信息的传递等等。

ThreadLocal 是怎么实现线程本地变量的

想必大家看到这，内心中还是存在疑问，为什么 ThreadLocal 能够实现线程的本地变量？数据是怎么存储的？那么先上图说明其存储结构和实现本地变量的原理，然后再通过关键方法的源码解析去支撑和印证我们的说法。

从图中我们可以看到

每个线程持有一个 ThreadLocalMap 的对象。
ThreadLocalMap 内部有个数组，数组对象是 Entry。
Entry 的 key 是 ThreadLocal 对象，value 是我们设置的具体值。

通过每个线程自己持有一个单独的 ThreadLocalMap 对象，并向这个对象中设置对应的 value 值，实现了线程私有的本地变量设置和获取。

接下来我们通过源码来看下本地变量的设置、获取、删除方法。

set(T value)

    public void set(T value) {      //获取当前线程        Thread t = Thread.currentThread();        //获取当前线程的ThreadLocalMap对象        ThreadLocalMap map = getMap(t);        if (map != null)            map.set(this, value);        else            createMap(t, value);    }         ThreadLocalMap getMap(Thread t) {        return t.threadLocals;    }        void createMap(Thread t, T firstValue) {        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);    }

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set 方法通过获取当前线程的 ThreadLocalMap 对象并以 ThreadLocal 为 key，设置的值为 value 向其设值。ThreadLocalMap 大家可以简单的理解成为一个 map，由于不是本文重点解释内容，ThreadlocalMap 详细的细节，感兴趣的小伙伴可以自行查阅源码。

get()

    public T get() {        Thread t = Thread.currentThread();        ThreadLocalMap map = getMap(t);        //获取到ThreadLocalMap对象后取值        if (map != null) {            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);            if (e != null) {                @SuppressWarnings("unchecked")                T result = (T)e.value;                return result;            }        }        //设置初始值后返回        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;    }  //默认初始值生成为null，可以通过重写该方法设置初始值，如上面样例。    protected T initialValue() {        return null;    }

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get 方法是获取到当前线程的 ThreadLocalMap 对象，然后去对应的值。如果获取到的 ThreadLocalMap 值是 null 则 initialValue() 返回的值设置到 ThreadLocalMap 中并返回。

remove()

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

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获取到当前线程的 ThreadLocalMap 值，并删除对应的值。

ThreadLocal 使用注意点

避免读取到脏数据

现在代码中比较常见的使用到了线程池，线程池中的线程是可重复利用的，假设使用 ThreadLocal 设置了 value 值，如果没有进行 remove 操作，下次改线程又被取到，通过 get 方法取到的值是上次设置的 value 值。

处理方式：使用完后进行 remove 操作。

避免内存泄漏

使用了线程池后，由于线程一直存在，对应的 value 值就不能被垃圾回收掉，容易产生内存泄漏问题。

处理方式：使用完后进行 remove 操作。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/b797bda7158a7516d0cc38902】。

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