ThreadLocal的实现

0.简介：创建线程局部变量的类

使用ThreadLocal创建的变量只能被当前线程访问，其他线程则无法访问和修改。

• 内部类ThreadLocalMap实现，key是变量，value是所在的线程。

用法如下：

private void testThreadLocal() {
    Thread t = new Thread() {
        ThreadLocal<String> mStringThreadLocal = new ThreadLocal<>();

        @Override
        public void run() {
            super.run();
            mStringThreadLocal.set("localValue"); // 设置值
            mStringThreadLocal.get(); // 获取值
        }
    };

    t.start();
}

1.如何实现:依靠内部类ThreadLocalMap

set是如何实现的？

• 首先获取当前线程
• 利用当前线程作为句柄获取一个ThreadLocalMap的对象
• 如果ThreadLocalMap对象不为空，则设置值;否则创建这个ThreadLocalMap对象并设置值

public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
}

下面是一个利用Thread对象作为句柄获取ThreadLocalMap对象的代码:

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

可以看出一个Thread实例就有一个ThreadLocalMap对象。

get是如何实现的

public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null)
                return (T)e.value;
        }
        return setInitialValue();
    }

3.总结

实际上ThreadLocal的值是放入了当前线程的一个ThreadLocalMap实例中，所以只能在本线程中访问，其他线程无法访问。

ThreadLocal的实例以及其值仍然存放在JVM的堆。

4.问题

4.1 ThreadLocal会导致内存泄露么

如果应用使用了线程池，那么之前的线程实例处理完之后，会再次被复用，所以ThreadLocal变量会一直存在。

• 不会发生内存泄露，ThreadLocalMap的内部实现是弱引用的，可以被JVM回收。

static class ThreadLocalMap {

/**
* The entries in this hash map extend WeakReference, using
* its main ref field as the key (which is always a
* ThreadLocal object).  Note that null keys (i.e. entry.get()
* == null) mean that the key is no longer referenced, so the
* entry can be expunged from table.  Such entries are referred to
* as "stale entries" in the code that follows.
*/
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
        /** The value associated with this ThreadLocal. */
        Object value;

        Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
            super(k);
            value = v;
        }
    }
}

4.2 使用场景

• 实现单个线程单例以及单个线程上下文信息存储，比如交易id等
• 实现线程安全，非线程安全的对象使用ThreadLocal之后就会变得线程安全，因为每个线程都会有一个对应的实例
• 承载一些线程相关的数据，避免在方法中来回传递参数