ThreadLocal原理记录，别被坑了！！

简介

ThreadLocal的用处

ThreadLocal是为了将数据记录一份到某个线程里，确保该数据线程安全

例如数据库的Connection放入ThreadLocal，一个事务会用到很多DAO，但只能用共同的Connection，这样才能保证事务完整性

所以当某个类的其中一个变量，会被同一个线程多次使用，并且还严格的规定每次都得是这个变量操作

那么就能把这个变量放入ThreadLocal

Spring也是将各种Bean放入ThreadLocal中来确保Bean的“无状态”化

吐槽开始！！

今天翻书看了关于ThreadLocal的介绍，和网上一些关于ThreadLocal的博客，这个原理介绍真的是坑，大错特错

大家可能都看到过下面这种所谓的ThreadLocal简单的实现思路介绍：

完了后还加上一句：

虽然上面的代码清单中的这个ThreadLocal实现版本显得比较简单粗爆，但其目的主要在与呈现JDK中所提供的ThreadLocal类在实现上的思路

上面这样简化ThreadLocal实现根本错的离谱

不仅是有的博客这样，包括书本也是这样介绍的，传播知识给他人，的确可以简化代码实现，但不等于更改了正确的实现思路！

这样会误导他人对ThreadLocal的进一步学习

ThreadLocal真正的实现方式

先说总结，跟上面错误做对比

1.ThreadLocalMap 别看有个Map结尾，其实压根就是重新实现的类

跟Map没半毛钱关系，没实现Map接口的，没用HashMap，别觉得根据key找value就只能使用map了

2.线程根据key找对应的value，这个key并不是线程id，而是ThreadLocal类

为什么，因为ThreadLocalMap是存放在线程里的，每个线程都只有一个只属于自己的ThreadLocalMap

这样的话存个毛的线程id，有什么意义？

揭开Thread，ThreadLocal，ThreadLocalMap真正的关系

首先进入ThreadLocal，发现如下

ThreadLocalMap实在ThreadLocal里实现的

直接找到ThreadLocal的set()方法

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();  //获得当前线程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);   //将当前线程作为参数传入，来获取ThreadLocalMap
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

然后进入getMap()方法

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;        //追踪后发现t.threadLocals就是 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals;
    }

如果得到的map为null，那么说明是第一次，走createMap方法创建

 void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);  //看到了吧，ThreadLocalMap直接是给Thread保存的
    }

进入new ThreadLocalMap方法，这里注意，传入的this就是指ThreadLocal

 ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {   //看到参数名字没，firstKey，ThreadLocal传进来是当作key值的！
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];　　　　　　　　　　　　　　　　　//table其实是private Entry[] table; 一个数组而已
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }

ThreadLocalMap没有实现Map接口，跟Map没半毛钱关系，至于Entry是什么，我们看看

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;
 
            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

首先WeakReference是指弱引用的意思，继承了这玩意有以下效果：

当一个对象仅仅被weak reference（弱引用）指向, 而没有任何其他strong reference（强引用）指向的时候, 如果这时GC运行, 那么这个对象就会被回收，不论当前的内存空间是否足够，这个对象都会被回收。

好处在于，如果某个ThreadLocal被回收了，那么ThreadLocalMap的这个Key在下次GC()的时候也会被回收（不然就造成内存泄露了，这个key永远不会被调用）

Entry是一个ThreadLocalMap的内部类，跟Map的Entry实现有点像，有key和value的定义（俗称 桶）

ok，我们发现，ThreadLocalMap创建后，就是初始化一个Entry的数组，生成一个Entry将ThreadLocal作为key值，将要存的值作为value放入其中存好

那么假设现在ThreadLocalMap已经存在，走的是第一个分支，直接set，我们看看他怎么实现的

 1    private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
 2
 3             Entry[] tab = table;
 4             int len = tab.length;
 5             int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
 6
 7             for (Entry e = tab[i];
 8                  e != null;
 9                  e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
10                 ThreadLocal<?> k = e.get();
11
12                 if (k == key) {
13                     e.value = value;
14                     return;
15                 }
16
17                 if (k == null) {
18                     replaceStaleEntry(key, value, i);
19                     return;
20                 }
21             }
22
23             tab[i] = new Entry(key, value);
24             int sz = ++size;
25             if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
26                 rehash();
27         }

看到第7行的for没有，直接遍历方才说的Entry数组，将ThreadLocal取出来比较（相当于key比较），匹配就设置value，没这个key就存起来

ThreadLocalMap为啥不用HashMap而是自己数组实现

有key和value这个概念出现，也不是一定要用HashMap这些的，为什么用数组

个人觉得是省开销，创建Map对象的开销和使用Map的开销，毕竟ThreadLocalMap初始默认长度为16，而真实情况中一个线程不会有这么本地变量要保存

所以，当使用ThreadLocal来存的时候，ThreadLocal会创建一个ThreadLocalMap给调用它的线程，自己作为key值去保存

取值的时候，ThreadLocal拿Thread里保存的ThreadLocal，然后将自身作为key值去取值

为什么ThreadLocalMap的代码不放在Thread中

网上有个答案我觉得很合理：

将ThreadLocalMap定义在Thread类内部看起来更符合逻辑
但是ThreadLocalMap并不需要Thread对象来操作，所以定义在Thread类内只会增加一些不必要的开销。
定义在ThreadLocal类中的原因是ThreadLocal类负责ThreadLocalMap的创建和使用
总的来说就是，ThreadLocalMap不是必需品，定义在Thread中增加了成本，定义在ThreadLocal中按需创建。

线程不一定都用到ThreadLocal的哦，如果不使用，就不会被赋值一个ThreadLocalMap

换个思维，这其实也是种不错的设计模式：

一个工具类把自身当作唯一标识，去操作工具类本身的方法，只需要将数据记录给调用它的类就好

ThreadLocal的内存泄露问题

正常来说，我们创建一个线程，跑完后会销毁，自动调用ThreadLocal的remove()方法，清除ThreadLocalMap的内容

但是，实际中我们是使用线程池的，而线程跑完后会返回线程池中，并不会销毁

这时候的ThreadLocalMap的内容就还在的（内存就是这里泄露啦）

所以，在线程池中用ThreadLocal，记得run()要跑完时用下remove()方法清除ThreadLocalMap中的key

至此分享完毕啦，希望大家点点赞，或者一键3连不迷路~~