ThreadLocal工作原理及用法案例

threadlocal是什么

threadlocal是线程thread中属性threadlocals即threadlocal.threadlocalmap的管理者，threadlocal用于给每个线程操作自己线程的本地变量，通过线程私有从而保证线程安全性。

threadlocal原理

拿get()方法来说，线程的本地变量是存放在线程实例的属性threadlocalmap上的，threadlocalmap本质上就是一个hashmap，threadlocal只是一个管理者，当我们的线程需要拿到自己的本地变量时，我们直接调用threadlocal去get本地变量即可。
因为get()方法底层会先获取到当前线程，然后通过当前线程拿到他的属性值threadlocalmap，如果threadlocalmap为空，则会调用threadlocal的初始化方法拿到初始值返回，如果不为空，则会拿该threadlocal作为key去获取该线程下的threadlocalmap里对应的value值。

threadlocal内存泄漏问题

线程的属性值threadlocalmap中使用的 key 为 threadlocal 的弱引用,而value是强引用。所以，如果threadlocal没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候，key 会被清理掉，而value 不会被清理掉。这样的话，threadlocalmap 中就会出现 key 为 null 的 entry。假如我们不做任何措施的话，value 永远无法被 gc 回收，这个时候就可能会产生内存泄露。
因此针对这种情况，我们有两种原则：

• threadlocal申明为private static final。jdk建议threadlocal定义为private static，这样threadlocal的弱引用问题则不存在了。
  • private与final 尽可能不让他人修改变更引用。
  • static 表示为类属性，只有在程序结束才会被回收。
• threadlocal使用后务必调用remove方法。
  • 最简单有效的方法是使用后将其移除。

关于inheritablethreadlocal

inheritablethreadlocal类是threadlocal类的子类。threadlocal中每个线程拥有它自己的值，与threadlocal不同的是，inheritablethreadlocal允许一个线程以及该线程创建的所有子线程都可以访问它保存的值。

代码示例

threadlocal使用

public class threadlocaltest {

    //第一种初始化方式
    /**
     * 声明为static是让threadlocal实例随着程序的结束才结束，这样才不会让gc回收了
     * 声明为final是让threadlocal实例引用不会被替换，这样子也不会因为被替换导致被gc回收
     * 这两个声明都是为了避免作为key的threadlocal对象没有外部强引用而导致被gc回收，从而导致内存泄漏的问题，因为threadlocalmap<threadlocal, object>中的threadlocal
     * 对象作为key是弱引用，会被gc回收。
     */
    private static final threadlocal<string> threadlocalstr = threadlocal.withinitial(() -> "fresh");

    private static atomicinteger intgen = new atomicinteger(0);
    //第二种初始化方式
    private static final threadlocal<integer> threadlocalint = new threadlocal<integer>() {
        @override
        public integer initialvalue() {
            return intgen.incrementandget();
        }
    };

    public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
        arraylist<thread> threads = new arraylist<>();
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            thread t = new thread(() -> {
                try {
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalint.get());
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalstr.get());
                    timeunit.seconds.sleep(5);
                    threadlocalstr.set("bojack horseman" + threadlocalint.get());
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalint.get());
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalstr.get());
                } catch (interruptedexception e) {
                    e.printstacktrace();
                } finally {
                    threadlocalint.remove();
                    threadlocalstr.remove();
                }
            });
            t.start();
            threads.add(t);
        }
        timeunit.seconds.sleep(2);
        system.out.println(threads);
        system.out.println(threadlocalstr);
        system.out.println(threadlocalint);
    }
    /**
     * thread-0   1
     * thread-1   2
     * thread-0   fresh
     * thread-1   fresh
     * [thread[thread-0,5,main], thread[thread-1,5,main]]
     * java.lang.threadlocal$suppliedthreadlocal@1ef7fe8e
     * cn.vv.schedule.test.threadlocaltest$1@6f79caec
     * thread-1   2
     * thread-1   bojack horseman2
     * thread-0   1
     * thread-0   bojack horseman1
     */

}

inheritablethreadlocal使用

public class inheritablethreadlocaltest {

    //第一种初始化方式
    private static final inheritablethreadlocal<string> threadlocalstr = new inheritablethreadlocal<string>() {
        @override
        public string initialvalue() {
            return "fresh";
        }
    };
    private static atomicinteger intgen = new atomicinteger(0);
    //第二种初始化方式
    private static final threadlocal<integer> threadlocalint = new threadlocal<integer>() {
        @override
        public integer initialvalue() {
            return intgen.incrementandget();
        }
    };

    public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
        //如果是inheritablethreadlocal，则父线程创建的所有子线程都会复制一份父线程的线程变量，而不是去初始化一份线程变量
        threadlocalstr.set("main");
        arraylist<thread> threads = new arraylist<>();
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            thread t = new thread(() -> {
                try {
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalint.get());
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalstr.get());
                    timeunit.seconds.sleep(5);
                    //子线程可以*地改变自己的本地变量
                    threadlocalstr.set("bojack horseman" + threadlocalint.get());
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalint.get());
                    system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalstr.get());
                } catch (interruptedexception e) {
                    e.printstacktrace();
                } finally {
                    threadlocalint.remove();
                    threadlocalstr.remove();
                }
            });
            t.start();
            threads.add(t);
        }
        timeunit.seconds.sleep(2);
        system.out.println(thread.currentthread().getname() + "   " + threadlocalstr.get());
    }
    /**
     * thread-0   2
     * thread-1   1
     * thread-0   main
     * thread-1   main
     * main   main
     * thread-0   2
     * thread-0   bojack horseman2
     * thread-1   1
     * thread-1   bojack horseman1
     */

}

参考

threadlocal理解及应用