從一道面試題開(kāi)始吧，ThreadLocal使用需要注意什么，或者有什么問(wèn)題？

• 答：如果是在線程池中使用，會(huì)存在 1、內(nèi)存泄漏 2、臟數(shù)據(jù) 的問(wèn)題
• 解決：try finally中調(diào)用 remove方法

慢慢從ThreadLocal的設(shè)計(jì)和源碼開(kāi)始分析，

一、ThreadLocal結(jié)構(gòu)和存取數(shù)據(jù)

當(dāng)創(chuàng)建了一個(gè)ThreadLocal對(duì)象時(shí)，可以將存放的Object對(duì)象、或者回調(diào)函數(shù)（延遲加載）放入setInitialValue中；當(dāng)當(dāng)前線程去獲取時(shí)，則會(huì)在當(dāng)前線程Thread的屬性threadLocals中獲取，而該屬性的類型則為TheadLocal的靜態(tài)內(nèi)部類ThreadLocalMap，但是引用還是指向了Thread；而該threadLocals的ThreadLocalMap內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)其內(nèi)部類ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry數(shù)組，而Entry由key和value組成，key即為當(dāng)前的 new 的ThreadLocal對(duì)象本身，value為我們當(dāng)前存儲(chǔ)的Object對(duì)象，并且key為WeakReference(弱引用)類型。

所以，ThreadLocal本身只定義了一些內(nèi)部類，而并不真實(shí)擁有任何數(shù)據(jù)，可以理解為全是空殼子；當(dāng)獲取數(shù)據(jù)時(shí)若當(dāng)前線程的ThreadLocal對(duì)象（內(nèi)存地址）不存在，則才會(huì)在該對(duì)象的setInitialValue中copy一份值到Thread的屬性threadLocals中，key為當(dāng)前對(duì)象引用，value為存儲(chǔ)的Object值；當(dāng)創(chuàng)建了多個(gè)ThreadLocal對(duì)象時(shí)，當(dāng)每當(dāng)前線程都調(diào)用過(guò)ThreadLocal進(jìn)行get或set時(shí)，則會(huì)在當(dāng)前線程的threadLocals中存儲(chǔ)多個(gè)值，

如下圖：

1、ThreadLocal#get

public T get() {
    Thread var1 = Thread.currentThread();
    ThreadLocal.ThreadLocalMap var2 = this.getMap(var1);
    if (var2 != null) {
        ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry var3 = var2.getEntry(this);
        if (var3 != null) {
            Object var4 = var3.value;
            return var4;
        }
    }
 
    return this.setInitialValue();
}

獲取當(dāng)前的線程，并且使用當(dāng)前線程去獲取ThreadLocal.ThreadLocalMap類型的對(duì)象，先看看getMap方法，

ThreadLocal.ThreadLocalMap getMap(Thread var1) {
    return var1.threadLocals;
}

什么都沒(méi)有做，只是將傳入的當(dāng)前對(duì)象的threadLocals屬性返回，只是該引用還是指向了Thread本身。

繼續(xù)，

1、如果threadLocals對(duì)象本身不為null，則通過(guò)this，即當(dāng)前ThreadLocal對(duì)象的引用為key，獲取對(duì)應(yīng)Entry的值返回。

2、如果threadLocals對(duì)象本身為null，說(shuō)明當(dāng)前線程中沒(méi)有存放過(guò)任何ThreadLocal對(duì)象的引入的值。

則需要調(diào)setInitialValue方法，如下：

private T setInitialValue() {
    Object var1 = this.initialValue();
    Thread var2 = Thread.currentThread();
    ThreadLocal.ThreadLocalMap var3 = this.getMap(var2);
    if (var3 != null) {
        var3.set(this, var1);
    } else {
        this.createMap(var2, var1);
    }
 
    return var1;
}

調(diào)用當(dāng)前ThreadLocal對(duì)象的initialValue方法，如果我們沒(méi)有重寫，則當(dāng)前默認(rèn)返回null，否則調(diào)用我們重寫的方法，可以理解為懶加載。

每個(gè)線程第一次都會(huì)調(diào)用該方法獲取的返回值，那么如果沒(méi)次調(diào)用都是返回同一個(gè)對(duì)象則Thread中存儲(chǔ)的就是同一個(gè)對(duì)象，需要我們自己注意（如果同一對(duì)象線程A改變之后線程B也改變了），并且也存在線程安全的問(wèn)題。

還是獲取當(dāng)前Map是否為null，則調(diào)用createMap方法。

如下：

void createMap(Thread var1, T var2) {
    var1.threadLocals = new ThreadLocal.ThreadLocalMap(this, var2);
}

2、ThreadLocal#set

理解完get的過(guò)程，set的就比較容易了，主要是引用本身比較繞。

public void set(T var1) {
    Thread var2 = Thread.currentThread();
    ThreadLocal.ThreadLocalMap var3 = this.getMap(var2);
    if (var3 != null) {
        var3.set(this, var1);
    } else {
        this.createMap(var2, var1);
    }
 
}

獲取到Thread的屬性threadLocals，如果是null則new一個(gè)，否則就往Map中放一個(gè)Entry對(duì)象。

二、梳理存在的問(wèn)題和解決

當(dāng)在線程池中使用的時(shí)候，其實(shí)大部分情況下我們都會(huì)在線程池中使用，比如Tomcat線程池。則key為弱引用，在Root gc不可達(dá)的情況下，則會(huì)被JVM進(jìn)行回收。但是正是因?yàn)槿绱藇alue值將永遠(yuǎn)的游離，Root gc永遠(yuǎn)指向不到該value值，則不能進(jìn)行g(shù)c。當(dāng)頻繁的調(diào)用，則這樣的對(duì)象越來(lái)越多，發(fā)生內(nèi)存泄漏。如果該對(duì)象的內(nèi)存還比較大，則會(huì)照成后續(xù)分配內(nèi)存時(shí)新生代不足，則可能照成溢出的情況（溢出的個(gè)人理解）。

并且，當(dāng)循環(huán)使用線程的話，比如存放的是用戶信息，如果上一個(gè)用戶請(qǐng)求離開(kāi)時(shí)未清除數(shù)據(jù)，下一個(gè)用戶進(jìn)來(lái)直接獲取的話會(huì)拿到上一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)，如果是存儲(chǔ)的積分等，則完全就是臟數(shù)據(jù)。

一并解決上面的兩個(gè)問(wèn)題方法比較簡(jiǎn)單，每次在調(diào)用代碼時(shí)增加 try finally中調(diào)用 ThreadLocal對(duì)象的remove方法，如下：

ThreadLocal#remove

public void remove() {
    ThreadLocal.ThreadLocalMap var1 = this.getMap(Thread.currentThread());
    if (var1 != null) {
        var1.remove(this);
    }
}

首先還是獲取當(dāng)前的線程去獲取 Thread的屬性threadLocals調(diào)用其（ThreadLocalMap的）remove方法，如下：

private void remove(ThreadLocal<?> var1) {
    ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry[] var2 = this.table;
    int var3 = var2.length;
    int var4 = var1.threadLocalHashCode & var3 - 1;
 
    for(ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry var5 = var2[var4]; var5 != null; 
            var5 = var2[var4 = nextIndex(var4, var3)]) {
        if (var5.get() == var1) {
            var5.clear();
            this.expungeStaleEntry(var4);
            return;
        }
    }
}

根據(jù)當(dāng)前的ThreadLocal引用，去Map中循環(huán)匹配，當(dāng)匹配到之后，調(diào)用Entry的remove方法，其實(shí)是調(diào)用Refrence的clear方法。最后調(diào)用expungeStaleEntry方法將其對(duì)應(yīng)的Entry從數(shù)組中消除。

再看看Reference的clear方法：

public void clear() {
    this.referent = null;
}

將該值直接置位null，則后續(xù)JVM會(huì)對(duì)該對(duì)象進(jìn)行g(shù)c。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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