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ThreadLocal的几个问题

首先看看下面几个关于ThreadLocal的几个问题，是不是知道为什么呢？

Q1:内存泄漏

Q2:ThreadLocalMap中的Key是ThreadLocal实例对象

Q3:ThreadLocal用static修饰

使用

ThreadLocal 提供了线程安全的另一种思路，我们平常说的线程安全主要是保证共享数据的并发访问问题，通过 sychronized 锁或者 CAS 无锁策略保证数据的一致性。 ThreadLocal 是让每个线程都拥有一份线程私有的数据，线程之间彼此不影响。

下面的例子有2个线程 [thread#1] , [thread#2] 修改类变量 initVal ,当类变量是ThreadLocal的时候2个线程修改的值互不影响，打印的结果都是10

public class ThreadLocalDemo {

    private static ThreadLocal<Integer> initVal = new ThreadLocal<Integer>() {
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 0;
        }
    };

    public static void modify() {
        initVal.set(initVal.get() + 10);
        System.out.println(initVal.get());
    }


    public static void main(String[] args) {
        new Thread("Thread#1") {
            @Override
            public void run() {
                modify();
            }
        }.start();
        new Thread("Thread#2") {
            @Override
            public void run() {
                modify();
            }
        }.start();
    }
}
复制代码

上面的例子2个线程是如果做到同时独立修改变量的，答案就在ThreadLocal的 set() , get() 方法里面

原理

每个线程Thread中维护了线程局部变量ThreadLocalMap,ThreadLocal的get,set操作就是操作了Thread中的线程局部变量ThreadLocalMap对象。下面这张图可以更清晰的说明数据是如何产生副本的

这里的ThreadLocalMap是作为线程Thread的一个变量定义的，这样定义的好处是ThreadLoaclMap的生命周期跟所属的线程ThreadLocal保持一致，Thread销毁后，Map也随之销毁

public T get() {
        //①get方法首先获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //②获取当前线程中的ThreadLocalMap变量 
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
             //③this说明entry的key是ThreadLocal
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        //④如果entry空，则value取初始化的Value值
        return setInitialValue();
    }

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
复制代码

有ThreadLocal#get方法注释②的代码可以看到，这个ThreadLocalMap是线程中的变量，也就是说每个线程都是相互独立的

public
class Thread implements Runnable {

    //************************其他变量定义**********************//
    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
复制代码

应用场景

Spring中的事务管理器就是通过ThreadLocal保存一些框架相关的数据，而这些数据是线程间独立的， TransactionSynchronizationManager , RequestContextHolder , LocaleContextHolder 等就是通过ThreadLocal保存各自线程变量的副本。通过ThreadLocal保存可以在AOP中同一个线程内获取同一个事务数据链接对象，避免重复创建或者区分它们

解惑

Q1:内存泄漏

内存泄漏其实不是ThreadLoacl本身存在的问题，更多的是使用不当造成的 TheadLocalMap中的Entry是弱引用的，弱引用的对象在Java中的生命周期是非常短暂的,Entry的key是弱引用，当没有强引用ThreadLocal的时候，这个key就会被GC回收，但是Value还是强引用，并不会随Key一起被GC回收，需要手工清除或者等程序线程结束。

static class ThreadLocalMap {

        /**
         * The entries in this hash map extend WeakReference, using
         * its main ref field as the key (which is always a
         * ThreadLocal object).  Note that null keys (i.e. entry.get()
         * == null) mean that the key is no longer referenced, so the
         * entry can be expunged from table.  Such entries are referred to
         * as "stale entries" in the code that follows.
         */
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

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

下图描述了对象之间的引用关系，由于ThreadLocalMap中的Entry继承了弱引用，而Entry中的Key是ThreadLocal，Value则是存储的对象，所以Key