ThreadLocal 剖析

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1. ThreadLocal是什么？ThreadLocal有什么好处？
2. ThreadLocal会产生内存泄漏吗？
3. 当存储Value的时候发生冲突怎么办？
4. 为何在ThreadLocalMap中弱引用Entry呢？

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• 官方描述: 该类提供了线程局部 (thread-local) 变量。这些变量不一样于它们的普通对应物，由于访问某个变量（经过其 get 或 set 方法）的每一个线程都有本身的局部变量，它独立于变量的初始化副本。ThreadLocal 实例一般是类中的 private static 字段，它们但愿将状态与某一个线程（例如，用户 ID 或事务 ID）相关联。

• 本身的理解 ThreadLocal线程本地变量。为每一个线程建立一个变量副本。 TODO

内部结构

• ThreadLocal由ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>组成，key为ThreadLocal；
• 本质上：ThreadLocalMap包含了一个Entry数组；

关键方法

1. ThreadLocal#set()

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        //重要：根据线程获取Map
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

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根据当前线程获取Map,若是Map为空，则createMap().

• ThreadLocal#getMap()作了那些事情呢？

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;//返回一个**线程绑定**的ThreadLocalMap
    }
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• ThreadLocal#createMap()作了那些事情呢？

void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
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能够看出，其实Thread自己就内置了一个ThreadLocalMap。

那么接下来的重点就是看ThreadLocalMap如何初始化了。

1.1 建立ThreadLocalMap过程(初始化过程)

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            //初始化一个长度=16的对象数组。Entry extends WeakReference
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            //肯定Hash值
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            //设值
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
    }
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1.2 构造函数，建立Entry并设值

(重要！因此用截图)

拓展：

1. 为何在ThreadLocalMap中弱引用Entry呢？
2. 可是只有Key是弱引用的，当发生下一次GC时，

1.3 如何设值呢？

麻烦点：若是Hash冲突了怎么办呢？

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

            for (Entry e = tab[i];
                 e != null;
                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                ThreadLocal<?> k = e.get();
                //
                if (k == key) {
                    e.value = value;
                    return;
                }

                if (k == null) {
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }

            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }
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解决方法： ThreadLocalMap解决Hash冲突的方式就是简单的步长加1或减1，寻找下一个相邻的位置。

2. ThreadLocal#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();
    }
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应用场景

数据库链接、Session管理

参考

1. ThreadLocal-面试必问深度解析
2. 【Java并发编程】深刻分析ThreadLocal(八)