ThreadLocal 详解

一、ThreadLocal 简介

ThreadLocal实例通常作为静态的私有的(private static)字段出现在一个类中，这个类用来关联一个线程。ThreadLocal是一个线程级别的局部变量，下面是线程局部变量(ThreadLocal variables)的关键点：

　　A、当使用ThreadLocal维护变量时，若多个线程访问ThreadLocal实例，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供了一个独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其他线程所对应的副本。

　　B、从线程的角度看，目标变量就像是线程的本地变量，这也是类名中Local所要表达的意思。

二、ThreadLocal 特点及用途：

1.ThreadLocal是单线程内共享资源，多线程间无法共享（即线程A访问不了线程B中ThreadLocal存放的值）；

2.ThreadLocal是本地变量，无法跨jvm传递；

3.ThreadLocal的出现可以减少通过参数来传递（使代码更加简洁，降低耦合性），Hibernate中的OpenSessionInView，就始终保证当前线程只有一个在使用中的Connection（或Hibernate Session），代码如下：

 1 public class ConnectionManager {
 2
 3     /** 线程内共享Connection，ThreadLocal通常是全局的，支持泛型 */
 4     private static ThreadLocal<Connection> threadLocal = new ThreadLocal<Connection>();
 5
 6     public static Connection getCurrConnection() {
 7         // 获取当前线程内共享的Connection
 8         Connection conn = threadLocal.get();
 9         try {
10             // 判断连接是否可用
11             if(conn == null || conn.isClosed()) {
12                 // 创建新的Connection赋值给conn(略)
13                 // 保存Connection
14                 threadLocal.set(conn);
15             }
16         } catch (SQLException e) {
17             // 异常处理
18         }
19         return conn;
20     }
21
22     /**
23      * 关闭当前数据库连接
24      */
25     public static void close() {
26         // 获取当前线程内共享的Connection
27         Connection conn = threadLocal.get();
28         try {
29             // 判断是否已经关闭
30             if(conn != null && !conn.isClosed()) {
31                 // 关闭资源
32                 conn.close();
33                 // 移除Connection
34                 threadLocal.remove();
35                 conn = null;
36             }
37         } catch (SQLException e) {
38             // 异常处理
39         }
40     }
41 }

三、ThreadLocal 实现原理

定义了一个Map(非普通map) 结构，

例如：

定义一个 ThreadLocal 对象

public static ThreadLocal<Integer> integerThreadLocal = new ThreadLocal<>();

key 就是 integerThreadLocal

value 就是 Integer 类型的值

在 Thread 里面持有该对象的引用，也就是说，不同的线程，有各自的 ThreadLocalMap

例如：A 线程，有一个 ThreadLocalMap，key 是一系列 ThreadLocal 对象，value 是 A 线程使用这一系列 ThreadLocal 对应的值；同理，B 线程，也有一个 ThreadLocalMap，，key 是一系列 ThreadLocal 对象，value 是 B 线程使用这一系列 ThreadLocal 对应的值。

所以，现在有两个 ThreadLocal 对象，被3个线程 TA TB TC 使用：

public static ThreadLocal<Integer> integerThreadLocal = new ThreadLocal<>();

public static ThreadLocal<String> stringThreadLocal = new ThreadLocal<>();

TA:integerThreadLocal.set(1);stringThreadLocal.set(\"A\");

TB:integerThreadLocal.set(2);stringThreadLocal.set(\"B\");

TC:integerThreadLocal.set(3);stringThreadLocal.set(\"C\");

最终存储结构是：

{{\"thread\"：TA,\"threadLocalMap\"：{\"integerThreadLocal\":1,\"stringThreadLocal\":\"A\"}},

{\"thread\"：TB,\"threadLocalMap\"：{\"integerThreadLocal\":2,\"stringThreadLocal\":\"B\"}},

{\"thread\"：TC,\"threadLocalMap\"：{\"integerThreadLocal\":3,\"stringThreadLocal\":\"C\"}}}

格式化后，如下：

{

	\"TA\": {

		\"integerThreadLocal\": 1,

		\"stringThreadLocal\": \"A\"

	 },

	\"TB\": {

		\"integerThreadLocal\": 2,

		\"stringThreadLocal\": \"B\"

	 },

	\"TC\": {

		\"integerThreadLocal\": 3,

		\"stringThreadLocal\": \"C\"

	 }
}

使用时：

stringThreadLocal.get();

四、ThreadLocal 的弱引用

强引用：

Object obj = new Object();

只要 obj 不为空，gc 的时候 就不会回收 obj，此为强引用。

弱引用：

WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());

发生 gc 时，尽管 括号里面的对象 不为空，也会被回收，但是 weakRef 是强引用，不会被回收。

ThreadLocalMap 的 key 是 ThreadLocal 对象的弱引用，即 gc 以后，ThreadLocalMap 的 key 将指向 null，而 value 依旧是强引用，不会被回收，会造成内存泄露。

所以，ThreadLocal 的弱引用，解决了内存泄露吗？

解决了一部分，key 确实被回收了，但是 value 不是弱引用，没有被回收，还是有可能造成内存泄露。

五、ThreadLocal 解决内存泄露

两种内存泄露情况：

1.发生了 gc，弱引用被回收了，ThreadLocalMap 的 key 指向了 null，而 value 是强引用，不会被回收，会造成内存泄露

2.线程被线程池管理，不会销毁，其对应的 ThreadLocalMap 也不会被回收，会造成内存泄露

解决方案：

1.主动调用 ThreadLocal 的 remove 方法，

2.ThreadLocal 在 set、get、remove 时，会自动移除 key 为 null 的 Entry。由于，ThreadLocalMap 的 key 是弱引用，gc 后 key 会指向 null，所以，这部分会被置为 null，方便下次 gc 时回收

来源：https://www.cnblogs.com/god-smile996/p/16333784.html
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