9-threadLocal

ThreadLocal

• 多个线程访问同一个共享变量时特别容易出现并发问题，特别是多线程需要对共享变量进行写入时。为了保证线程安全，一般使用者在访问共享变量的时候需要进行适当的同步，如图

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• 同步的一般措施是加锁，这就需要使用者对锁有一定的了解，这显然加重了使用者的负担，那么有没有一种方法可以做到，当创建一个变量后，每个线程对其进行访问的时候访问的是自己线程的变量呢？其实ThreadLocal就可以做到。

• ThreadLocal是JDK包提供的，它提供了线程本地变量，也就是说如果创建了一个ThreadLocal变量，那么访问这个变量的每一个线程都会有这个变量的一个本地副本。当多线程操作这个变量的时候，实际操作的就是自己本地内存的里面的里面的变量，从而避免了线程安全问题。创建一个ThreadLocal变量后，每一个线程都会复制一个变量到自己的本地内存。

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• ThreadLocal使用实例

  package com.heiye.learn1;
  
  public class ThreadLocalTest {
      //print方法
      static void print(String threadName) {
          //打印当前线程本地内存中LocalVariable变量的值
          System.out.println(threadName + ":" + localVariable.get());
          //清除当前线程本地内存中的localVariable变量值
          //localVariable.remove();
      }
  
      //创建ThreadLocal变量
      static ThreadLocal<String> localVariable = new ThreadLocal<>();
  
      public static void main(String[] args) {
          //创建线程threadOne
          Thread threadOne = new Thread(new Runnable() {
              @Override
              public void run() {
                  //设置线程one变量localVariable值
                  localVariable.set("threadOne local Variable");
                  //调用打印函数
                  print("threadOne");
                  //打印本地变量值
                  System.out.println("threadOne remove after" + ":" + localVariable.get());
              }
          });
          //创建线程threadTwo
          Thread threadTwo = new Thread(new Runnable() {
              @Override
              public void run() {
                  //设置线程two变量localVariable值
                  localVariable.set("threadTwo local Variable");
                  //调用打印函数
                  print("threadTwo");
                  //打印本地变量值
                  System.out.println("threadTwo remove after" + ":" + localVariable.get());
              }
          });
  
          threadOne.start();
          threadTwo.start();
      }
  }
  

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  • 线程one首先通过set()方法为threadLocal变量设置了一个值，这其实设置的就是线程one本地内存中对于threadLocal变量的一个副本。这个副本是线程two访问不了的。

• 如果清除当前线程本地内存中的localVariable变量值，也就是执行localVariable.remove();则：

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ThreadLocal实现原理

• 首先查看一下ThreadLocal类图结构

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• 由该图可知，Thread类有一个ThreadLocals和inheritableThreadLocals，它们都是ThreadLocalMap类型的变量，而ThreadLocalMap是一个定制化的HashMap。在默认的情况下，每个线程中的两个变量都为null，只有当第一个线程调用ThreadLocal的set或者get方法时才会创建它们，其实每个线程得到本地变量不是存放在ThreadLocal实例里面，而是存放在具体的线程内存空间里。ThreadLocal就是一个工具壳，它通过set方法把value值存放在调用线程的threadlocals里面并存放起来，当调用线程调用它的get()方法的时候，再从当前线程的threadLocals变量里面将其拿出来使用。

• 分析set，get，remove逻辑

     //set
  	public void set(T value) {
          //获取当前线程
          Thread t = Thread.currentThread();
          //将当前线程作为key,到ThreadLocalMap取查找对应的线程变量
          ThreadLocalMap map = getMap(t);
          //如果找到，则设置
          if (map != null)
              map.set(this, value);
          else	//第一次调用就创建当前线程所在的hashmap
              createMap(t, value);
      }
  
  	//get
  	public T get() {
          Thread t = Thread.currentThread();
          ThreadLocalMap map = getMap(t);
          if (map != null) {
              ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
              if (e != null) {
                  @SuppressWarnings("unchecked")
                  T result = (T)e.value;
                  return result;
              }
          }
          return setInitialValue();
      }
  
  	//remove
  	public void remove() {
           ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
           if (m != null)
               m.remove(this);
       }
  

• 在每一个线程内都有一个名为threadLocals的成员变量，该变量的类型为HashMap,其中的key为我们定义的threadLocal变量的this引用，value为我们使用set方法设置的值。每个线程的本地变量存放在自己的内存变量ThreadLocals中，如果当前线程一直不消亡，那么这些本地变量会一直存在，所有可能造成内存溢出。