詳解Java中ThreadLocal類型及簡單用法
1 基本概念
ThreadLocal類提供了線程局部變量。這些變量與普通變量的不同之處在于,每個訪問一個變量(通過其get或set方法)的線程都有自己的、獨(dú)立初始化的變量副本。ThreadLocal實(shí)例通常是希望將狀態(tài)與線程關(guān)聯(lián)起來的類中的私有靜態(tài)字段(例如,用戶ID或事務(wù)ID)。
例如,下面的類生成每個線程本地的唯一標(biāo)識符。 線程的id在第一次調(diào)用ThreadId.get()時被賦值,并且在后續(xù)調(diào)用中保持不變。
public class ThreadId {
// 包含要分配的下一個線程ID的原子整數(shù)
private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);
// 包含每個線程ID的線程局部變量
private static final ThreadLocal<Integer> threadId = new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return nextId.getAndIncrement();
}
};
// 返回當(dāng)前線程的唯一ID,并在必要時賦值
public static int get() {
return threadId.get();
}
}
只要線程是活的并且ThreadLocal實(shí)例是可訪問的,每個線程都持有一個對線程局部變量副本的隱式引用; 當(dāng)一個線程離開后,它的所有線程本地實(shí)例副本都將被垃圾收集(除非存在對這些副本的其他引用)
2 簡單使用
private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal();
private static void print(String thread) {
//打印當(dāng)前線程中本地內(nèi)存中本地變量的值
System.out.println(thread + " :" + threadLocal.get());
//清除本地內(nèi)存中的本地變量
threadLocal.remove();
}
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> {
//設(shè)置線程1副本變量的值
threadLocal.set("I am Thread1");
//調(diào)用打印方法
print("thread1");
//打印本地變量
System.out.println("after remove : " + threadLocal.get());
}).start();
new Thread(() -> {
//設(shè)置線程2副本變量的值
threadLocal.set("I am Thread2");
//調(diào)用打印方法
print("thread2");
System.out.println("after remove : " + threadLocal.get());
}).start();
}
運(yùn)行結(jié)果:
thread1 :I am Thread1
thread2 :I am Thread2
after remove : null
after remove : null
由上邊的程序可以看出,ThreadLocal就是將本地變量在多線程訪問條件下給每個線程一個副本變量,圖示:

3 應(yīng)用場景
最典型應(yīng)用場景就是Spring的聲明式事務(wù)、 解決數(shù)據(jù)庫連接、Session管理
那數(shù)據(jù)庫鏈接為例:
將數(shù)據(jù)庫的鏈接示例在每個線程中都有一份副本數(shù)據(jù),在某一個線程關(guān)閉連接的時候就不會關(guān)閉其他鏈接,session同理。
private static final ThreadLocal<Connection> connection = new ThreadLocal() {
@Override
protected Object initialValue() {
return Connection.getConnection();
}
};
private static Connection getConnections() {
return connection.get();
}
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> {
Connection connection = getConnections();
//不會關(guān)閉其他鏈接
connection.close();
}).start();
new Thread(() -> {
Connection connection = getConnections();
connection.close();
}).start();
}
4 底層原理
ThreadLocal類型主要有3個方法和一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),分別是get()、set(Object)、remove()及ThreadLocalMap
4.1 set(Object)
將該線程局部變量的當(dāng)前線程副本設(shè)置為指定的值。 大多數(shù)子類都不需要重寫這個方法,只依賴于initialValue方法來設(shè)置線程局部變量的值。
參數(shù): Value -要存儲在當(dāng)前線程本地線程的副本中的值。
public void set(T value) {
//獲取調(diào)用者線程
Thread t = Thread.currentThread();
//以當(dāng)前線程作為key值,去查找對應(yīng)的線程變量,找到對應(yīng)的map
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//如果map不為null,就直接添加本地變量,key為當(dāng)前定義的ThreadLocal變量的this引用,值為添加的本地變量值
if (map != null)
map.set(this, value);
//如果map為null,說明首次添加,需要首先創(chuàng)建出對應(yīng)的map
else
createMap(t, value);
}
4.2 get()
返回該線程局部變量的當(dāng)前線程副本中的值。 如果變量在當(dāng)前線程中沒有值,則首先將其初始化為initialValue方法調(diào)用所返回的值。
返回: 這個線程本地的當(dāng)前線程值
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
//獲取當(dāng)前線程的threadLocals變量
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//如果threadLocals變量不為null,就可以在map中查找到本地變量的值
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
//執(zhí)行到此處,threadLocals為null,調(diào)用該更改初始化當(dāng)前線程的threadLocals變量
return setInitialValue();
}
private T setInitialValue() {
//protected T initialValue() {return null;}
T value = initialValue();
//獲取當(dāng)前線程
Thread t = Thread.currentThread();
//以當(dāng)前線程作為key值,去查找對應(yīng)的線程變量,找到對應(yīng)的map
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//如果map不為null,就直接添加本地變量,key為當(dāng)前線程,值為添加的本地變量值
if (map != null)
map.set(this, value);
//如果map為null,說明首次添加,需要首先創(chuàng)建出對應(yīng)的map
else
createMap(t, value);
return value;
}
4.3 remove()
移除此線程局部變量的當(dāng)前線程值。如果這個線程局部變量隨后被當(dāng)前線程讀取,它的值將通過調(diào)用它的initialValue方法重新初始化,除非它的值是由當(dāng)前線程在中間設(shè)置的。這可能導(dǎo)致在當(dāng)前線程中多次調(diào)用initialValue方法。
public void remove() {
//獲取當(dāng)前線程綁定的threadLocals
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
//如果map不為null,就移除當(dāng)前線程中指定ThreadLocal實(shí)例的本地變量
if (m != null)
m.remove(this);
}
4.4 ThreadLocalMap
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;
//有效Entry數(shù)組
private Entry[] table;
//大小
private int size = 0;
//負(fù)載因子
private int threshold; // Default to 0
}
5 內(nèi)存泄漏隱患和防止策略
5.1 為什么會發(fā)生內(nèi)存泄漏?
在線程池中線程的存活時間太長,往往都是和程序同生共死的,這樣 Thread 持有的 ThreadLocalMap 一直都不會被回收,再加上 ThreadLocalMap 中的 Entry 對 ThreadLocal 是弱引用(WeakReference),所以只要 ThreadLocal 結(jié)束了自己的生命周期是可以被回收掉的。
Entry 中的 Value 是被 Entry 強(qiáng)引用的,即便 value 的生命周期結(jié)束了,value 也是無法被回收的,導(dǎo)致內(nèi)存泄露。
5.2 怎樣防止內(nèi)存泄漏?
- ThreadLocal申明為private static final xxx
- ThreadLocal使用后務(wù)必調(diào)用remove方法。
參考文章:
https://www.cnblogs.com/fsmly/p/11020641.html
https://blog.csdn.net/meism5/article/details/90413860
https://blog.csdn.net/zzg1229059735/article/details/82715741
到此這篇關(guān)于詳解Java中ThreadLocal類型及簡單用法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java中ThreadLocal類型內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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