ThreadLocal源码理解

1、ThreadLocal是如何实现线程间数据隔离的

下面是 ThreadLocal类里 set 方法的源码，我们可以从这个方法去理解实现线程间数据隔离的原理。

	// ThreadLocal 类
    public void set(T value) {
        // 1、获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        // 2、获取当前线程的ThreadLocalMap对象
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        // 3、往当前对象的ThreadLocalMap对象里设置值
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

ThreadLocalMap map = getMap(t)
这句话是 ThreadLocal 实现线程隔离的关键。

下面我们来看看 getMap() 方法实现

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    	// 这里返回的是当前线程的threadLocals属性
        return t.threadLocals;
    }

因为每个线程来 set 属性的时候，都是返回各个线程自己的 threadLocals 的，然后将数据保存到当前线程的threadLocals变量中，所以，自然就实现了线程隔离。

2、为什么 ThreadLocalMap 的 key 是弱引用

前面我们说了，ThreadLocal 在调用 set 方法的时候，是将值设置到了各自线程的 threadLocals 里。那么，threadLocals 里是如何存储的呢？首先，我们很容易想到，一个线程里，肯定不可能只存储一个ThreadLocal类型的对象，所以，线程的 threadLocals 里肯定是有一个数组，这个数组的里的每一项，便是一个 ThreadLocal 的实例对象。

// 这是Thread类中，threadLocals的声明语句
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

接下来，我们就来验证一下我们上面的猜想，去看一下 ThreadLocal.ThreadLocalMap的代码：

static class ThreadLocalMap {
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

        // 保存当前线程的所有ThreadLocal实例的数组
        private Entry[] table;

        // ... 省略其它代码 ...
}

• 为什么 ThreadLocalMap 的 key 是弱引用

理解了线程是如何存储ThreadLocal的实例之后，我们再回到主题上来，为什么 ThreadLocalMap 的 key 是弱引用？

java 中，引用分为 强、软、弱、虚 四种引用。弱引用的意思是，如果一个对象只有弱引用指向它，只要遭遇gc就会被回收。

我们试想一下，如果 ThreadLocalMap 的 key 是强引用，当引用 ThreadLocal 的那个对象都被回收，但是 ThreadLocalMap 还持有 ThreadLocal 的强引用，那么这个 ThreadLocal 便不会被回收，这样就会导致内存泄漏。

3、如何避免ThreadLocal 的内存泄漏

上面我们说了，在 Entry 中，key设置为弱引用，是为了防止 key 的内存泄漏。但是，我们想想，如果引用 ThreadLocal 的那个对象被回收了，也就是说 Entry 中的key 也会被回收，但是 Entry 中的value又是一个强引用啊。总的来说就是，当引用 ThreadLocal 的对象被回收时，Entry中的key会被回收，而value不会，这样就出现了内存泄漏，那么，我们该如何避免这种内存泄漏呢，其实很简单，我们只要在使用ThreadLocal 的时候，如果不用了，一定记得调用 ThreadLocal 的 remove 方法，将这个 value 移除掉就可以了。

4、ThreadLocal 是如何解决 Hash 冲突的

我们刚才提到，threadLocals 里，是用一个 Entry的数组来存储 ThreadLocal 的实例的，在存储的时候，根据 Hash 判断 ThreadLocal 实例在数组中的位置，既然是根据 Hash 来确定位置的，就难免会发生 Hash 冲突，那么 ThreadLocal 是如何解决 Hash 冲突的呢？我们来看一看 ThreadLocal 的私有set方法就知道了。

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

    // 采用线性探测的方式来解决hash冲突
    // 如果发现这个位置上已经被其他的 key 值占用，则利用固定的算法寻找一定步长的下个位置，依次判断，直至找到能够存放的位置。
    for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        ThreadLocal<?> k = e.get();
        // 找到key对应的 ThreadLocal ，便修改对应的值
        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();
}

本文地址：https://blog.csdn.net/liukunc9/article/details/109922570