ThreadLocal_牛客博客

1、ThreadLocal概念

ThreadLocal用于提供线程局部变量，在多线程环境可以保证各个线程里的变量独立于其他线程里的变量。ThreadLocal为每个线程创建了一个单独的变量副本，可以保证多个线程之间数据互不干扰。

2、ThreadLocal使用

public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
}
public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

每个线程内部都有一个ThreadLocalMap的数据结构，ThreadLocalMap中，初始化了一个大小16的Entry数组，Entry对象用来保存每一个key-value键值对，key永远都是ThreadLocal对象，通过ThreadLocal对象的set方法，结果把ThreadLocal对象自己当做key，放进了ThreadLoalMap中。

ThreadLoalMap的Entry是继承WeakReference，和HashMap很大的区别是，Entry中没有next字段，所以不存在链表的情况。

3、hash冲突

ThreadLoalMap中插入一个key-value的实现

private void set(ThreadLocal key, Object value) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
    for (Entry e = tab[i];
         e != null;
         e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        ThreadLocal k = e.get();
        if (k == key) {
            e.value = value;
            return;
        }
        if (k == null) {
            replaceStaleEntry(key, value, i);
            return;
        }
    }
    tab[i] = new Entry(key, value);
    int sz = ++size;
    if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
        rehash();
}

在插入过程中，根据ThreadLocal对象的hash值，定位到table中的位置i，过程如下：

1、如果当前位置是空的，那么正好，就初始化一个Entry对象放在位置i上；

2、不巧，位置i已经有Entry对象了，如果这个Entry对象的key正好是即将设置的key，那么重新设置Entry中的value；

3、很不巧，位置i的Entry对象，和即将设置的key没关系，那么只能找下一个空位置。

在get的时候，也会根据ThreadLocal对象的hash值，定位到table中的位置，然后判断该位置Entry对象中的key是否和get的key一致，如果不一致，就判断下一个位置。

4、ThreadLocal内存泄露

Entry的实现

static class Entry extends WeakReference<threadlocal>> {
    /** The value associated with this ThreadLocal. */
    Object value;
    Entry(ThreadLocal k, Object v) {
        super(k);  //key被保存到了WeakReference对象中
        value = v;
    }
}

当使用ThreadLocal保存一个value时，会在ThreadLocalMap中的数组插入一个Entry对象，在ThreadLocalMap的实现中，key被保存到了WeakReference对象中。这就导致了一个问题，ThreadLocal在没有外部强引用时，发生GC时会被回收，如果创建ThreadLocal的线程一直持续运行，那么这个Entry对象中的value就有可能一直得不到回收，发生内存泄露。

5、如何避免内存泄露

在调用ThreadLocal的get()、set()可能会清除ThreadLocalMap中key为null的Entry对象，这样对应的value就没有GC Roots可达了，下次GC的时候就可以被回收，当然如果调用remove方法，肯定会删除对应的Entry对象。

如果使用ThreadLocal的set方法之后，没有显示的调用remove方法，就有可能发生内存泄露，所以，使用完ThreadLocal之后，记得调用remove方法。