多线程-ThreadLocal

Posted on | In | | 浏览 次

前言

ThreadLocal的特性和底层实现。

用法

1
2
3
4
5
6
7
8
/* 声明ThreadLocal */
ThreadLocal<Obj> tl = new ThreadLocal<>();
/* 设置ThreadLocal */
tl.set(obj);
/* 读取ThreadLocal */
Obj obj2 = tl.get();
/* 使用完后，需要手动remove，否则会导致内存泄露 */
tl.remove();

特性

不同线程对同一个ThreadLocal对象的操作是相互独立和隔离的，不会相互影响。

底层实现

我们看一下 ThreadLocal 类中最常用的几个方法：

Set

1
2
3
4
5
6
7
8
public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
}

Get

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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();
}

Remove

1
2
3
4
5
public void remove() {
     ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
     if (m != null)
         m.remove(this);
}

上面三个函数一开头都用到了getMap()方法，我们来看一下：

1
2
3
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
	return t.threadLocals;
}

非常简单，直接返回线程Thread对象中的threadLocals变量，我们来看一下Thread类：

1
2
3
4
5
public class Thread implements Runnable {
	...
	ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
	...
}

可以看到Thread类中确实有 ThreadLocalMap 实例，也就是说，每个线程中都有这么一张Map，再结合 Set 和 Get 方法，可以看出，这个Map中，各个条目以ThreadLocal实例为key，值为value来存储。

同一个ThreadLocal实例对不同Thread隔离，就是这么实现的。

此外值得注意的是，ThreadLocalMap中的key是弱引用，之所以是弱引用是因为：ThreadLocalMap是Thread类的成员，因此其生命周期是和Thread相同的，如果该map中的key是ThreadLocal实例，如果某个ThreadLocal实例用完不用了，但由于map中还有对该实例的引用，因此，GC不会回收该对象，就会导致内存泄露，而使用弱引用之后，当外部的强引用消失之后，只剩弱引用，就会被回收了。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
static class ThreadLocalMap {
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
        Object value;
        Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
            super(k);
            value = v;
        }
    }

    private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
    private Entry[] table;
    private int size = 0;
    private int threshold; // Default to 0
    ...
}

ThreadLocalMap中的value还是强引用，因此如果ThreadLocal不用了，还是要调用remove()方法。

使用场景

比如连接池应用，使用ThreadLocal可以保存连接。