ThreadLocal

ThreadLocal

• 一个对象的所有线程会共享其全局变量——>线程不安全

  解决方式：
  方式一：同步机制，加锁（时间换空间）
  方式二：ThreadLocal在每个线程中都创建了一个变量的副本，线程各自访问自己的副本变量，则不存在变量共享问题。（空间换时间）

  变量与线程的关系private static，所以ThreadLocal与线程的关系private static
  eg：session

• 同一个线程内多个函数/组件间公共变量传递复杂，降低了多模块间的耦合度。关联线程和线程上下文

ThreadLocalMap

每一个thread都有一个threadLocalMap变量，key=threadLocal value=值
（一个thread可以有多个threadLocal）

public class Thread implements Runnable {//存储与此线程相关的threadLocal，值由threadLocal维护ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals;
}

jdk1.7的实现方式为每一个threadLocal都有一个threadLocalMap变量，key=threadID value=值

• 储存的entry减少，之前由thread数量决定，现在由threadLocal决定
• thread销毁对应的threadLocalMap也销毁。threadLocalMap的生命周期=线程的生命周期，内存使用减少

get

private T get(Thread t) {ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {if (map == ThreadLocalMap.NOT_SUPPORTED) {return initialValue();} else {//根据ThreadLocalHash计算index，取得Entry ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T) e.value;return result;}}}return setInitialValue(t);
}private T setInitialValue(Thread t) {T value = initialValue();ThreadLocalMap map = getMap(t);assert map != ThreadLocalMap.NOT_SUPPORTED;if (map != null) {map.set(this, value);} else {createMap(t, value);}if (this instanceof TerminatingThreadLocal<?> ttl) {TerminatingThreadLocal.register(ttl);}return value;
}

set

private void set(Thread t, T value) {ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map == ThreadLocalMap.NOT_SUPPORTED) {throw new UnsupportedOperationException();}if (map != null) {map.set(this, value);} else {createMap(t, value);}
}//存入值
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {// We don't use a fast path as with get() because it is at// least as common to use set() to create new entries as// it is to replace existing ones, in which case, a fast// path would fail more often than not.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)]) {if (e.refersTo(key)) {e.value = value;return;}if (e.refersTo(null)) {replaceStaleEntry(key, value, i);return;}}tab[i] = new Entry(key, value);int sz = ++size;if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)rehash();
}//初始化map
void createMap(Thread t, T firstValue) {t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

remove

private void remove(Thread t) {ThreadLocalMap m = getMap(t);if (m != null && m != ThreadLocalMap.NOT_SUPPORTED) {m.remove(this);}
}

内存泄漏

引用链：threadRef->thread->threadLocalMap<threadLocal,value>->entry->value

弱引用：如果这个对象只存在弱引用，那么在下一次GC时会被清理。

ThreadLocalMap 中使用的 key 为 ThreadLocal 的弱引用。所以如果 ThreadLocal 没有被外部强引用，在GC时ThreadLocal 会被清理掉，ThreadLocalMap中使用这个 ThreadLocal 的 key 也会被设为null。由于value 是强引用，不会被清理，依然存在，就会出现 key 为 null 的 value，value无法访问。在map中value为强引用不会被清除，直到map被清除。然而由于threadLocalMap的生命周期=线程，线程池通常采取线程复用的方法，所以线程池中的线程很难结束。所以value可能一直无法回收。

key用强/弱引用

• key用强引用：引用ThreadLocal的对象被回收了，但threadLocalMap中还有threadLocal的强引用，若未手动删除，threadLocal不会被回收，导致entry内存泄漏
• key用弱引用：引用ThreadLocal的对象被回收了，但threadLocalMap中还有threadLocal的弱引用，即使未手动删除，threadLocal也会被回收，导致value内存泄漏
• 结论：若未手动删除key，都会导致内存泄漏。强引用threadLocal不会被回收，弱引用value。 内存泄漏与强/弱引用无关，根本原因在于threadLocalMap的生命周期=线程。

解决方式：用完threadLocal，调用remove清除无用的entry，由于Entry继承了弱引用类，会在下次GC时被JVM回收。get()，set()，remove()，会顺便移除key=null的entry

entry继承了弱引用

public class ThreadLocal<T> {static class ThreadLocalMap {private Entry[] table;//轻量级map，桶中存entry而非entry链表//Entry 继承弱引用static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {/** The value associated with this ThreadLocal. */Object value;Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {super(k);value = v;}}}
}