ThreadLocal的結構是什么

本篇內容主要講解“ThreadLocal的結構是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“ThreadLocal的結構是什么”吧!

內容大綱

Java對象引用級別

在聊 ThreadLocal 前，先做前置知識鋪墊，談談Java對象引用級別。

為了使程序能更靈活地控制對象生命周期，從 JDK1.2 版本開始，JDK把對象的引用級別由高到低分為強引用、軟引用、弱引用、虛引用四種級別。

強引用 StrongReference

強引用是我們最常見的對象，它屬于不可回收資源，垃圾回收器（后面簡稱G C）絕對不會回收它，即使是內存不足，J V M寧愿拋出 OutOfMemoryErrorM 異常，使程序終止，也不會來回收強引用對象。

軟引用 SoftReference

如果對象是軟引用，那它的性質屬于可有可無，因為內存空間充足的情況下，G C不會回收它，但是內存空間緊張，G C發現它僅有軟引用，就會回收該對象，所以軟引用對象適合作為內存敏感的緩存對象。

只有對象僅被 WeakReference 引用，它才是弱引用級別對象，因為對象可以在多處被引用，所以 WeakReference 引用的對象，它可能在其他處被強引用了。

虛引用 PhantomReference

顧名思義，虛引用形同虛設，與其他幾種引用不同，虛引用不會決定對象的生命周期。

如果一個對象僅有虛引用，那它就和沒有任何引用一樣，任何時候都可能被 G C 回收。

ThreadLocal

ThreadLocal很多地方叫線程本地變量，也有些地方叫線程本地存儲，其實意思差不多。ThreadLocal為變量在每個線程中都創建了一個副本，每個線程可以訪問自己內部的副本變量。

ThreadLocal是什么

Thread類聲明了成員變量threadLocals，threadLocals才是真正的線程本地變量，因此每個 Thread 都有自己的線程本地變量，所以線程本地變量擁有線程隔離特性，也就是天生的線程安全。

從上圖可以看到 threadLocals 成員變量類是 ThreadLocal.ThreadLocalMap，即是 ThreadLocal 提供的內部類，因此 Thread 線程本地變量的創建、新增、獲取、刪除實現核心，必然是圍繞 threadLocals，所以開發者也是圍繞 threadLocals 實現功能，為了后續重復使用，還會對代碼實現進行封裝復用，而 ThreadLocal 就是線程本地變量工具類，由 J D K 提供，線程本地變量的功能都已經實現好了，開箱即用，造福廣大開發人員。

ThreadLocal常用的方法

• set：為當前線程設置變量，當前ThreadLocal作為索引

• get：獲取當前線程變量，當前ThreadLocal作為索引

• initialValue（鉤子方法需要子類實現）：賴加載形式初始化線程本地變量，執行get時，發現線程本地變量為null，就會執行initialValue的內容

• remove：清空當前線程的ThreadLocal索引與映射的元素

現在總結出「本地線程變量的作用域，屬于當前線程整個范圍，一個線程可以跨越多個方法使用本地線程變量」，當你希望某些變量在某 Thread 的多個方法中共享 并保證線程安全，那就大膽的使用ThreadLocal（ps：一定要想清楚，是某個變量被Thread生命周期內多個方法共享，還是多個Thread共享這個變量！）。

ThreadLocal源碼

先來看看User類實現的線程本地變量代碼

通過上圖，相信大伙對 ThreadLocalMap 結構已經非常清晰，不知有沒有細心的小伙伴發現 ThreadLocal 竟被弱引用持有？

為什么ThreadLocal會被弱引用？這塊疑惑后面會給大伙安排的明明白白，最后上一張 ThreadLocalMap 源碼圖。

步驟如下

1. 獲取當前線程

2. 獲取當前線程的本地變量

3. 線程本地變量沒有被創建，執行setInitialValue方法進行初始化，并返回value值

4. 線程本地變量存在，ThreadLocal計算成索引從 本地線程變量 獲取Entry，如果Entry為null，執行setInitialValue方法進行初始化，并返回value值，否則通過Entry獲取value返回

initialValue方法

步驟如下

1. 獲取當前線程

2. 獲取線程本地變量

3. 本地變量不為空，當前ThreadLocal為索引設置映射的value，否則創建線程本地變量再做后續的設置操作

remove 清除變量

為何采用弱引用

為什么 Entry 中對 ThreadLocal 使用弱引用？反問一句，如果使用強引用，會發生什么事情？

我們不知道 key 是什么，如何去獲取映射的value，同樣的道理，都沒有入口去獲取到ThreadContextTest.ThreadLoca，自然沒辦法獲取映射的Entry元素。

設計中采用Map結構存儲數據，卻不能通過key去獲取value，這設計明顯不合理，又因key、value值是強引用，導致 G C 無法回收，造成內存溢出。

所以針對這種不合理的設計場景 J D K 做了優化，對 Entry 中的 ThreadLocal 使用弱引用，當 G C 發現它僅有弱引用的時候，會進行回收。

remove背后的意義

還沒結束，上面留了個小尾巴，大伙都知道 Entry 中對 ThreadLocal 使用弱引用，但value是強引用，如果出現上面提到的不合理場景，value值無法清理，最終內存溢出。

其實value作為強引用設計屬于合理，如果用軟或弱引用，就出大問題了，程序跑著跑著突然get到了一個null，估計都得罵娘了，所以為解決內存溢出問題 J D K提供remove方法，使開發人員可以選擇手動清理整個Entry元素，防止內存溢出。

還記的之前說過嗎？線程本地變量的生命周期與線程綁定，一般線程的生命周期比較短，線程結束時，線程本地變量自然就銷毀了，軟引用與 remove 會不會有點多余了？

業務瞬息萬變，大部分情況來說線程的生命周期比較短，但也業務場景會導致線程的生命周期較長，甚至可能線程無限循環執行，這些是你沒辦法預料到的，數量一旦上來很容易內存溢出，所以個人建議使用完之后及時清理ThreadLocal，理由如下

• 生命周期較長的線程場景

• 無限循環線程的場景

• 線程池場景（因為線程池可以復用線程，而且公司使用的框架可能會定制化線程池，你不能保證他會在線程池內幫你remove）

到此，相信大家對“ThreadLocal的結構是什么”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！