ThreadLocal 詳解-有解無憂

一、ThreadLocal 簡介

ThreadLocal實體通常作為靜態的私有的(private static)欄位出現在一個類中，這個類用來關聯一個執行緒，ThreadLocal是一個執行緒級別的區域變數，下面是執行緒區域變數(ThreadLocal variables)的關鍵點：

　　A、當使用ThreadLocal維護變數時，若多個執行緒訪問ThreadLocal實體，ThreadLocal為每個使用該變數的執行緒提供了一個獨立的變數副本，所以每一個執行緒都可以獨立地改變自己的副本，而不會影響其他執行緒所對應的副本，

　　B、從執行緒的角度看，目標變數就像是執行緒的本地變數，這也是類名中Local所要表達的意思，

二、ThreadLocal 特點及用途：

1.ThreadLocal是單執行緒內共享資源，多執行緒間無法共享（即執行緒A訪問不了執行緒B中ThreadLocal存放的值）；

2.ThreadLocal是本地變數，無法跨jvm傳遞；

3.ThreadLocal的出現可以減少通過引數來傳遞（使代碼更加簡潔，降低耦合性），Hibernate中的OpenSessionInView，就始終保證當前執行緒只有一個在使用中的Connection（或Hibernate Session），代碼如下：

 1 public class ConnectionManager {
 2
 3     /** 執行緒內共享Connection，ThreadLocal通常是全域的，支持泛型 */
 4     private static ThreadLocal<Connection> threadLocal = new ThreadLocal<Connection>();
 5
 6     public static Connection getCurrConnection() {
 7         // 獲取當前執行緒內共享的Connection
 8         Connection conn = threadLocal.get();
 9         try {
10             // 判斷連接是否可用
11             if(conn == null || conn.isClosed()) {
12                 // 創建新的Connection賦值給conn(略)
13                 // 保存Connection
14                 threadLocal.set(conn);
15             }
16         } catch (SQLException e) {
17             // 例外處理
18         }
19         return conn;
20     }
21
22     /**
23      * 關閉當前資料庫連接
24      */
25     public static void close() {
26         // 獲取當前執行緒內共享的Connection
27         Connection conn = threadLocal.get();
28         try {
29             // 判斷是否已經關閉
30             if(conn != null && !conn.isClosed()) {
31                 // 關閉資源
32                 conn.close();
33                 // 移除Connection
34                 threadLocal.remove();
35                 conn = null;
36             }
37         } catch (SQLException e) {
38             // 例外處理
39         }
40     }
41 }

三、ThreadLocal 實作原理

定義了一個Map(非普通map) 結構，

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例如：

定義一個 ThreadLocal 物件

public static ThreadLocal<Integer> integerThreadLocal = new ThreadLocal<>();

key 就是 integerThreadLocal

value 就是 Integer 型別的值

在 Thread 里面持有該物件的參考，也就是說，不同的執行緒，有各自的 ThreadLocalMap

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例如：A 執行緒，有一個 ThreadLocalMap，key 是一系列 ThreadLocal 物件，value 是 A 執行緒使用這一系列 ThreadLocal 對應的值；同理，B 執行緒，也有一個 ThreadLocalMap，，key 是一系列 ThreadLocal 物件，value 是 B 執行緒使用這一系列 ThreadLocal 對應的值，

所以，現在有兩個 ThreadLocal 物件，被3個執行緒 TA TB TC 使用：

public static ThreadLocal<Integer> integerThreadLocal = new ThreadLocal<>();

public static ThreadLocal<String> stringThreadLocal = new ThreadLocal<>();

TA:integerThreadLocal.set(1);stringThreadLocal.set("A");

TB:integerThreadLocal.set(2);stringThreadLocal.set("B");

TC:integerThreadLocal.set(3);stringThreadLocal.set("C");

最終存盤結構是：

{{"thread"：TA,"threadLocalMap"：{"integerThreadLocal":1,"stringThreadLocal":"A"}},

{"thread"：TB,"threadLocalMap"：{"integerThreadLocal":2,"stringThreadLocal":"B"}},

{"thread"：TC,"threadLocalMap"：{"integerThreadLocal":3,"stringThreadLocal":"C"}}}

格式化后，如下：

{

	"TA": {

		"integerThreadLocal": 1,

		"stringThreadLocal": "A"

	 },

	"TB": {

		"integerThreadLocal": 2,

		"stringThreadLocal": "B"

	 },

	"TC": {

		"integerThreadLocal": 3,

		"stringThreadLocal": "C"

	 }
}

使用時：

stringThreadLocal.get();

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四、ThreadLocal 的弱參考

強參考：

Object obj = new Object();

只要 obj 不為空，gc 的時候就不會回收 obj，此為強參考，

弱參考：

WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());

發生 gc 時，盡管括號里面的物件不為空，也會被回收，但是 weakRef 是強參考，不會被回收，

ThreadLocalMap 的 key 是 ThreadLocal 物件的弱參考，即 gc 以后，ThreadLocalMap 的 key 將指向 null，而 value 依舊是強參考，不會被回收，會造成記憶體泄露，

所以，ThreadLocal 的弱參考，解決了記憶體泄露嗎？

解決了一部分，key 確實被回收了，但是 value 不是弱參考，沒有被回收，還是有可能造成記憶體泄露，

五、ThreadLocal 解決記憶體泄露

兩種記憶體泄露情況：

1.發生了 gc，弱參考被回收了，ThreadLocalMap 的 key 指向了 null，而 value 是強參考，不會被回收，會造成記憶體泄露

2.執行緒被執行緒池管理，不會銷毀，其對應的 ThreadLocalMap 也不會被回收，會造成記憶體泄露

解決方案：

1.主動呼叫 ThreadLocal 的 remove 方法，

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2.ThreadLocal 在 set、get、remove 時，會自動移除 key 為 null 的 Entry，由于，ThreadLocalMap 的 key 是弱參考，gc 后 key 會指向 null，所以，這部分會被置為 null，方便下次 gc 時回收

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標籤：Java

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