【ThreadLocal详解】

ThreadLocal

  ThreadLocal是一个用于实现线程数据隔离的一个类，每个线程访问时，通过Get、Set方法都会产生一个属于该线程的局部变量副本，当线程结束时，ThreadLocal及变量随着线程一起被回收。

ThreadLocal的作用

总的来说，ThreadLocal有三大用途：

  1. 保存线程上下文信息，在任何地方都可以获取(通过static关键字)     我们可以使用static关键字，在任意地方都可以对该ThreadLocal进行获取、设置。     例如spring中的事务，用ThreadLocal存储了连接对象，保证一次事务的所有操作都在同一连接上。       2. 线程安全，避免某些情况下需要保持同步而带来的性能损失    3. 线程之间数据隔离

ThreadLocal的原理

  ThreadLocal虽然叫线程局部变量，但是它不存储任何数据，它只是一个壳子，真正的存储结构是在ThreadLocal中有一个ThreadLocalMap的一个内部类，而这个内部类却被Thread定义为了成员变量。
而ThreadLocal本身并不存储值，它只是作为key存储在Thread对象中的ThreadLocalMap中，而value则是我们存储的变量。
那么，既然真正存储数据的是Thread对象中的ThreadLocalMap，每个线程都是自己的Thread对象，那么也就达成了线程私有变量以及数据隔离。

public void set(T value) {    // 返回当前 ThreadLocal 所在的线程    Thread t = Thread.currentThread();    // 返回当前线程持有的map    ThreadLocalMap map = getMap(t);    if (map != null) {        // 如果 ThreadLocalMap 不为空，则直接存储键值对        map.set(this, value);    } else {        // 否则，需要为当前线程初始化 ThreadLocalMap，并存储键值对         createMap(t, value);    }}

  源码解析：

1. Set() 方法

主要有几个步骤：

1. 获取当前线程
2. 将当前线程传入getMap()方法，获取ThreadLocalMap对象
3. 设置 key 为 [当前ThreadLocal对象]，value为我们设定的值。
4. 如果Map不存在，则创建一个Map

  这时候，我们肯定纠结，这个Map到底是什么？我们接着看：

    进入getMap() 方法：

    这是我们可以看到，该方法返回了当前线程的 threadLocals 属性，那我们再看看是什么：

    原来是在Thread对象中，看到这里是不是有种明悟，原来：

1. set() 方法中，首先获取当前线程。
2. 获取该线程对象中的 threadLocals 属性。

ThreadLocalMap map = getMap(t))

3. 如果该属性存在，则往其中添加元素。

map.set(this, value)

4. 而不存在的话，则初始化该属性 threadLocals，并将值添加进去作为初始值

createMap(t, value);void createMap(Thread t, T firstValue) {    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);}

    我们都知道，每个线程在Java内部都表现为一个Thread对象，而每个Thread对象都拥有 threadLocals 属性，在线程调用了 set() 方法后，会初始化该属性，并且将本线程所属的元素存入进去，这样就造成了数据隔离，每个线程有自己的数据。

    实战验证：

• 没有使用ThreadLocal的情况：

    我们都知道，SimpleDateFORMat因为内部使用了日历对象Calendar，导致不能将其作为线程共享对象，会引发线程安全问题。
（因为只有一个Calendar实例，而多线程共享该实例 ）

    结果（线程1及线程2运行时设置的时间被线程3覆盖，导致出现了错误的结果）：

• 使用ThreadLocal：

    结果（因为每个线程都存着自己的那份SimpleDateFormat对象，所以不会出现并发情况）：

    Debug：

     线程1拥有的：

     线程2拥有的：

     线程3拥有的：

    可以看到，每个线程都拥有自己的SimpleDateFormat对象。

ThreadLocal内存泄漏

  ThreadLocal内存泄漏指的是：ThreadLocal对象被回收了，但是线程内的ThreadLocalMap成员与线程一样继续存在着，它不会回收，就出现了一个现象，就是ThreadLocalMap的key没了，Map没有了指向，但value还在，key的引用一直在就造成了内存泄漏。

  而为什么ThreadLocal对象会被回收呢，因为它是弱引用。它的生命周期更短，会在一次GC后回收掉。

  所以使用其最好的方式是：用完了，将其remove掉，从Thread.threadLocals(Map)中删除即可。

总结

  总的来说，ThreadLocal通过避免并发保证数据安全，将数据绑定到Thread对象上，保证了数据隔离。而在使用完毕后，必须手动将值进行remove()，否则，当线程一直运行时，容易出现内存泄漏风险。

来源地址：https://blog.csdn.net/qq_44316957/article/details/127301227