ThreadLocal的原理与使用方法

ThreadLocal是什么

ThreadLocal是线程Thread中属性threadLocals即ThreadLocal.ThreadLocalMap的管理者，ThreadLocal用于给每个线程操作自己线程的本地变量，通过线程私有从而保证线程安全性。

ThreadLocal原理

拿get()方法来说，线程的本地变量是存放在线程实例的属性ThreadLocalMap上的，ThreadLocalMap本质上就是一个HashMap，ThreadLocal只是一个管理者，当我们的线程需要拿到自己的本地变量时，我们直接调用ThreadLocal去get本地变量即可。 因为get()方法底层会先获取到当前线程，然后通过当前线程拿到他的属性值ThreadLocalMap，如果ThreadLocalMap为空，则会调用ThreadLocal的初始化方法拿到初始值返回，如果不为空，则会拿该ThreadLocal作为key去获取该线程下的ThreadLocalMap里对应的value值。

ThreadLocal内存泄漏问题

线程的属性值ThreadLocalMap中使用的 key 为 ThreadLocal 的弱引用,而value是强引用。所以，如果ThreadLocal没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候，key 会被清理掉，而value 不会被清理掉。这样的话，ThreadLocalMap 中就会出现 key 为 null 的 Entry。假如我们不做任何措施的话，value 永远无法被 GC 回收，这个时候就可能会产生内存泄露。 因此针对这种情况，我们有两种原则： ThreadLocal申明为private static final。JDK建议ThreadLocal定义为private static，这样ThreadLocal的弱引用问题则不存在了。private与final 尽可能不让他人修改变更引用。static 表示为类属性，只有在程序结束才会被回收。ThreadLocal使用后务必调用remove方法。 最简单有效的方法是使用后将其移除。

关于InheritableThreadLocal

InheritableThreadLocal类是ThreadLocal类的子类。ThreadLocal中每个线程拥有它自己的值，与ThreadLocal不同的是，InheritableThreadLocal允许一个线程以及该线程创建的所有子线程都可以访问它保存的值。

ThreadLocal使用

public class ThreadLocalTest {

   //第一种初始化方式
   /**
    * 声明为static是让ThreadLocal实例随着程序的结束才结束，这样才不会让GC回收了
    * 声明为final是让ThreadLocal实例引用不会被替换，这样子也不会因为被替换导致被GC回收
    * 这两个声明都是为了避免作为key的ThreadLocal对象没有外部强引用而导致被GC回收，从而导致内存泄漏的问题，因为ThreadLocalMap中的ThreadLocal
    * 对象作为key是弱引用，会被GC回收。
    */
   private static final ThreadLocal threadLocalStr = ThreadLocal.withInitial(() -> "fresh");

   private static AtomicInteger intGen = new AtomicInteger(0);
   //第二种初始化方式
   private static final ThreadLocal threadLocalInt = new ThreadLocal() {
       @Override
       public Integer initialValue() {
           return intGen.incrementAndGet();
       }
   };

   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       ArrayList threads = new ArrayList();
       for (int i = 0; i  {
               try {
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalInt.get());
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalStr.get());
                   TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                   threadLocalStr.set("bojack horseman" + threadLocalInt.get());
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalInt.get());
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalStr.get());
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               } finally {
                   threadLocalInt.remove();
                   threadLocalStr.remove();
               }
           });
           t.start();
           threads.add(t);
       }
       TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
       System.out.println(threads);
       System.out.println(threadLocalStr);
       System.out.println(threadLocalInt);
   }
   /**
    * Thread-0   1
    * Thread-1   2
    * Thread-0   fresh
    * Thread-1   fresh
    * [Thread[Thread-0,5,main], Thread[Thread-1,5,main]]
    * java.lang.ThreadLocal$SuppliedThreadLocal@1ef7fe8e
    * cn.vv.schedule.test.ThreadLocalTest$1@6f79caec
    * Thread-1   2
    * Thread-1   bojack horseman2
    * Thread-0   1
    * Thread-0   bojack horseman1
    */

}

InheritableThreadLocal使用

public class InheritableThreadLocalTest {

   //第一种初始化方式
   private static final InheritableThreadLocal threadLocalStr = new InheritableThreadLocal() {
       @Override
       public String initialValue() {
           return "fresh";
       }
   };
   private static AtomicInteger intGen = new AtomicInteger(0);
   //第二种初始化方式
   private static final ThreadLocal threadLocalInt = new ThreadLocal() {
       @Override
       public Integer initialValue() {
           return intGen.incrementAndGet();
       }
   };

   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       //如果是InheritableThreadLocal，则父线程创建的所有子线程都会复制一份父线程的线程变量，而不是去初始化一份线程变量
       threadLocalStr.set("main");
       ArrayList threads = new ArrayList();
       for (int i = 0; i  {
               try {
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalInt.get());
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalStr.get());
                   TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                   //子线程可以自由地改变自己的本地变量
                   threadLocalStr.set("bojack horseman" + threadLocalInt.get());
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalInt.get());
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalStr.get());
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               } finally {
                   threadLocalInt.remove();
                   threadLocalStr.remove();
               }
           });
           t.start();
           threads.add(t);
       }
       TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
       System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "   " + threadLocalStr.get());
   }
   /**
    * Thread-0   2
    * Thread-1   1
    * Thread-0   main
    * Thread-1   main
    * main   main
    * Thread-0   2
    * Thread-0   bojack horseman2
    * Thread-1   1
    * Thread-1   bojack horseman1
    */

}

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