深入剖析 ThreadLocal 原理
描述
ThreadLocal,很多地方叫做线程本地变量,也有些地方叫做线程本地存储。ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本,那么每个线程可以访问自己内部的副本变量。
通常使用静态的变量来维护ThreadLocal 如:
通常用来保存userId、TransactionId等。
spring也很经常用ThreadLocal来保存一些内容。 如用org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder来保存一些请求信息,方便整个线程调用。
ThreadLocal类提供的几个方法:
get() 方法是用来获取ThreadLocal在当前线程中保存的变量副本,set() 用来设置当前线程中变量的副本,remove() 用来移除当前线程中变量的副本,initialValue()是一个protected方法,一般是用来在使用时进行重写的,它是一个延迟加载方法,只有调用get() 方法的时候才有可能调用
demo
输出结果
实现原理
在Thread中维护着ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals 成员变量
在ThreadLocal.ThreadLocalMap中以**ThreadLocal.threadLocalHashCode* *来为基础算出key包缓存相应的value,以区分不同ThreadLocal的变量。
注
ThreadLocal只是维护着变量的引用,引用的key是弱引用,弱引用只存在于key上,所以key会被回收. 而value还存在着强引用.只有thread退出以后,value的强引用链条才会断掉
ThreadLocal需要注意的问题,每次执行完毕后,要使用remove() 方法来清空对象,否则 ThreadLocal 存放大对象后,会出现OMM。
ThreadLocal要使用static的 ,在其他地方可以直接用get 和 set方法。
ThreadLocal内存泄漏
ThreadLocalMap使用ThreadLocal的弱引用作为key,如果一个ThreadLocal没有外部强引用来引用它,那么系统 GC 的时候,这个ThreadLocal势必会被回收,这样一来,ThreadLocalMap中就会出现key为null的Entry,就没有办法访问这些key为null的Entry的value,如果当前线程再迟迟不结束的话,这些key为null的Entry的value就会一直存在一条强引用链:Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value 永远无法回收,造成内存泄漏。
其实,ThreadLocalMap的设计中已经考虑到这种情况,也加上了一些防护措施:在ThreadLocal的get(),set(),remove()的时候都会清除线程ThreadLocalMap里所有key为null的value。
但是这些被动的预防措施并不能保证不会内存泄漏:
使用static的ThreadLocal,延长了ThreadLocal的生命周期,可能导致的内存泄漏(参考ThreadLocal 内存泄露的实例分析)。
分配使用了ThreadLocal又不再调用get(),set(),remove()方法,那么就会导致内存泄漏。
为什么使用弱引用
为什么使用弱引用?
key 使用强引用:引用的ThreadLocal的对象被回收了,但是ThreadLocalMap还持有ThreadLocal的强引用,如果没有手动删除,ThreadLocal不会被回收,导致Entry内存泄漏。
key 使用弱引用:引用的ThreadLocal的对象被回收了,由于ThreadLocalMap持有ThreadLocal的弱引用,即使没有手动删除,ThreadLocal也会被回收。value在下一次ThreadLocalMap调用set,get,remove的时候会被清除。
比较两种情况,我们可以发现:由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一样长,如果都没有手动删除对应key,都会导致内存泄漏,但是使用弱引用可以多一层保障:弱引用ThreadLocal不会内存泄漏,对应的value在下一次ThreadLocalMap调用set,get,remove的时候会被清除。
因此,ThreadLocal内存泄漏的根源是:由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一样长,如果没有手动删除对应key就会导致内存泄漏,而不是因为弱引用。
综合上面的分析,我们可以理解ThreadLocal内存泄漏的前因后果,那么怎么避免内存泄漏呢?
每次使用完ThreadLocal,都调用它的remove()方法,清除数据。
在使用线程池的情况下,没有及时清理ThreadLocal,不仅是内存泄漏的问题,更严重的是可能导致业务逻辑出现问题。所以,使用ThreadLocal就跟加锁完要解锁一样,用完就清理。
InheritableThreadLocal
与ThreadLocal不同的是InheritableThreadLocal是可以被继承的,InheritableThreadLocal在Thread中同样是维护着一个成员变量inheritableThreadLocals
demo如下:
结果
原理
我们在new一个线程的时候
然后
接下来
这时候有一句ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals); ,然后
当我们创建一个新的线程X的时候,X线程就会有ThreadLocalMap类型的inheritableThreadLocals ,因为它是 Thread 类的一个属性。这样就先得到当前线程存储的这些值,例如 Entry[] parentTable = parentMap.table; 。再通过一个 for 循环,不断的把当前线程的这些值复制到我们新创建的线程X 的inheritableThreadLocals中。
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【JFound】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/d42e34e430a98e791b8db2c15】。文章转载请联系作者。
评论