ThreadLocal用法详解和原理

    xiaoxiao2022-07-02  106

    一、用法

    ThreadLocal用于保存某个线程共享变量:对于同一个static ThreadLocal,不同线程只能从中get,set,remove自己的变量,而不会影响其他线程的变量。

    1、ThreadLocal.get: 获取ThreadLocal中当前线程共享变量的值。

    2、ThreadLocal.set: 设置ThreadLocal中当前线程共享变量的值。

    3、ThreadLocal.remove: 移除ThreadLocal中当前线程共享变量的值。

    4、ThreadLocal.initialValue: ThreadLocal没有被当前线程赋值时或当前线程刚调用remove方法后调用get方法,返回此方法值。

    package com.coshaho.reflect;

    /** * ThreadLocal用法 * @author coshaho * */ public class MyThreadLocal { private static final ThreadLocal<Object> threadLocal = new ThreadLocal<Object>(){ /** * ThreadLocal没有被当前线程赋值时或当前线程刚调用remove方法后调用get方法,返回此方法值 */ @Override protected Object initialValue() { System.out.println("调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值!"); return null; } }; public static void main(String[] args) { new Thread(new MyIntegerTask("IntegerTask1")).start(); new Thread(new MyStringTask("StringTask1")).start(); new Thread(new MyIntegerTask("IntegerTask2")).start(); new Thread(new MyStringTask("StringTask2")).start(); } public static class MyIntegerTask implements Runnable { private String name; MyIntegerTask(String name) { this.name = name; } @Override public void run() { for(int i = 0; i < 5; i++) { // ThreadLocal.get方法获取线程变量 if(null == MyThreadLocal.threadLocal.get()) { // ThreadLocal.et方法设置线程变量 MyThreadLocal.threadLocal.set(0); System.out.println("线程" + name + ": 0"); } else { int num = (Integer)MyThreadLocal.threadLocal.get(); MyThreadLocal.threadLocal.set(num + 1); System.out.println("线程" + name + ": " + MyThreadLocal.threadLocal.get()); if(i == 3) { MyThreadLocal.threadLocal.remove(); } } try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public static class MyStringTask implements Runnable { private String name; MyStringTask(String name) { this.name = name; } @Override public void run() { for(int i = 0; i < 5; i++) { if(null == MyThreadLocal.threadLocal.get()) { MyThreadLocal.threadLocal.set("a"); System.out.println("线程" + name + ": a"); } else { String str = (String)MyThreadLocal.threadLocal.get(); MyThreadLocal.threadLocal.set(str + "a"); System.out.println("线程" + name + ": " + MyThreadLocal.threadLocal.get()); } try { Thread.sleep(800); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }

    运行结果如下:

    调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值! 线程IntegerTask1: 0 调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值! 线程IntegerTask2: 0 调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值! 调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值! 线程StringTask1: a 线程StringTask2: a 线程StringTask1: aa 线程StringTask2: aa 线程IntegerTask1: 1 线程IntegerTask2: 1 线程StringTask1: aaa 线程StringTask2: aaa 线程IntegerTask2: 2 线程IntegerTask1: 2 线程StringTask2: aaaa 线程StringTask1: aaaa 线程IntegerTask2: 3 线程IntegerTask1: 3 线程StringTask1: aaaaa 线程StringTask2: aaaaa 调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值! 线程IntegerTask2: 0 调用get方法时,当前线程共享变量没有设置,调用initialValue获取默认值! 线程IntegerTask1: 0

    二、原理

    线程共享变量缓存如下:

    Thread.ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>;

    1、Thread: 当前线程,可以通过Thread.currentThread()获取。

    2、ThreadLocal:我们的static ThreadLocal变量。

    3、Object: 当前线程共享变量。

    我们调用ThreadLocal.get方法时,实际上是从当前线程中获取ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>,然后根据当前ThreadLocal获取当前线程共享变量Object。

    ThreadLocal.set,ThreadLocal.remove实际上是同样的道理。

    这种存储结构的好处:

    1、线程死去的时候,线程共享变量ThreadLocalMap则销毁。

    2、ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>键值对数量为ThreadLocal的数量,一般来说ThreadLocal数量很少,相比在ThreadLocal中用Map<Thread, Object>键值对存储线程共享变量(Thread数量一般来说比ThreadLocal数量多),性能提高很多。

    关于ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>弱引用问题:

    当线程没有结束,但是ThreadLocal已经被回收,则可能导致线程中存在ThreadLocalMap<null, Object>的键值对,造成内存泄露。(ThreadLocal被回收,ThreadLocal关联的线程共享变量还存在)。

    虽然ThreadLocal的get,set方法可以清除ThreadLocalMap中key为null的value,但是get,set方法在内存泄露后并不会必然调用,所以为了防止此类情况的出现,我们有两种手段。

    1、使用完线程共享变量后,显示调用ThreadLocalMap.remove方法清除线程共享变量;

    2、JDK建议ThreadLocal定义为private static,这样ThreadLocal的弱引用问题则不存在了。

    源码分析参考:

    http://qifuguang.me/2015/09/02/[Java并发包学习七]解密ThreadLocal/

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