ThreadLocal

一、什么是ThreadLocal

声明：本文使用的是JDK 1.8

可以这样理解：ThreadLocal提供了线程的局部变量，每个线程都可以通过set()和get()来对这个局部变量进行操作，但不会和其他线程的局部变量进行冲突，实现了线程的数据隔离。

简要言之：往ThreadLocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的。

二、为什么要学习ThreadLocal？

从上面可以得出：ThreadLocal可以让我们拥有当前线程的变量，那这个作用有什么用呢？

2.1管理Connection

最典型的是管理数据库的Connection：当时在学JDBC的时候，为了方便操作写了一个简单数据库连接池，需要数据库连接池的理由也很简单，频繁创建和关闭Connection是一件非常耗费资源的操作，因此需要创建数据库连接池

那么，数据库连接池的连接怎么管理呢？？我们交由ThreadLocal来进行管理。为什么交给它来管理呢？？ThreadLocal能够实现当前线程的操作都是用同一个Connection，保证了事务

public class DBUtil {
    //数据库连接池
    private static BasicDataSource source;

    //为不同的线程管理连接
    private static ThreadLocal<Connection> local;


    static {
        try {
            //加载配置文件
            Properties properties = new Properties();

            //获取读取流
            InputStream stream = DBUtil.class.getClassLoader().getResourceAsStream("连接池/config.properties");

            //从配置文件中读取数据
            properties.load(stream);

            //关闭流
            stream.close();

            //初始化连接池
            source = new BasicDataSource();

            //设置驱动
            source.setDriverClassName(properties.getProperty("driver"));

            //设置url
            source.setUrl(properties.getProperty("url"));

            //设置用户名
            source.setUsername(properties.getProperty("user"));

            //设置密码
            source.setPassword(properties.getProperty("pwd"));

            //设置初始连接数量
            source.setInitialSize(Integer.parseInt(properties.getProperty("initsize")));

            //设置最大的连接数量
            source.setMaxActive(Integer.parseInt(properties.getProperty("maxactive")));

            //设置最长的等待时间
            source.setMaxWait(Integer.parseInt(properties.getProperty("maxwait")));

            //设置最小空闲数
            source.setMinIdle(Integer.parseInt(properties.getProperty("minidle")));

            //初始化线程本地
            local = new ThreadLocal<>();


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static Connection getConnection() throws SQLException {
        
        if(local.get()!=null){
            return local.get();
        }else{
        
            //获取Connection对象
            Connection connection = source.getConnection();
    
            //把Connection放进ThreadLocal里面
            local.set(connection);
    
            //返回Connection对象
            return connection;
        }

    }

    //关闭数据库连接
    public static void closeConnection() {
        //从线程中拿到Connection对象
        Connection connection = local.get();

        try {
            if (connection != null) {
                //恢复连接为自动提交
                connection.setAutoCommit(true);

                //这里不是真的把连接关了,只是将该连接归还给连接池
                connection.close();

                //既然连接已经归还给连接池了,ThreadLocal保存的Connction对象也已经没用了
                local.remove();

            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


}

　　

同样的，Hibernate对Connection的管理也是采用了相同的手法(使用ThreadLocal，当然了Hibernate的实现是更强大的)

2.2避免一些参数传递

避免一些参数的传递的理解可以参考一下Cookie和Session：

• 每当我访问一个页面的时候，浏览器都会帮我们从硬盘中找到对应的Cookie发送过去。
• 浏览器是十分聪明的，不会发送别的网站的Cookie过去，只带当前网站发布过来的Cookie过去

浏览器就相当于我们的ThreadLocal，它仅仅会发送我们当前浏览器存在的Cookie(ThreadLocal的局部变量)，不同的浏览器对Cookie是隔离的(Chrome,Opera,IE的Cookie是隔离的【在Chrome登陆了，在IE你也得重新登陆】)，同样地：线程之间ThreadLocal变量也是隔离的....

那上面避免了参数的传递了吗？？其实是避免了。Cookie并不是我们手动传递过去的，并不需要写<input name= cookie/>来进行传递参数...

在编写程序中也是一样的：日常中我们要去办理业务可能会有很多地方用到身份证，各类证件，每次我们都要掏出来很麻烦，而如果用了ThreadLocal的话，ThreadLocal就相当于一个机构，ThreadLocal机构做了记录你有那么多张证件。用到的时候就不用自己掏了，问机构拿就可以了。

在咨询时的时候就告诉机构：来，把我的身份证、房产证、学生证通通给他。在办理时又告诉机构：来，把我的身份证、房产证、学生证通通给他。

这样是不是比自己掏方便多了。

三、ThreadLocal实现的原理

想要更好地去理解ThreadLocal，那就得翻翻它是怎么实现的了

声明：本文使用的是JDK 1.8

首先，我们来看一下ThreadLocal的set()方法，因为我们一般使用都是new完对象，就往里边set对象了

 public void set(T value) {

		// 得到当前线程对象
        Thread t = Thread.currentThread();
		
		// 这里获取ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);

		// 如果map存在，则将当前线程对象t作为key，要存储的对象作为value存到map里面去
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

上面有个ThreadLocalMap，这是什么？

ThreadLocalMap是ThreadLocal的一个内部类。用Entry类来进行存储

我们的值都是存储到这个Map上的，key是当前ThreadLocal对象

如果该Map不存在，则初始化一个：

 void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

如果该Map存在，则从Thread中获取

Thread维护了ThreadLocalMap变量。

ThreadLocalMap是在ThreadLocal中使用内部类来编写的，但对象的引用是在Thread中！

于是我们可以总结出：Thread为每个线程维护了ThreadLocalMap这么一个Map，而ThreadLocalMap的key是LocalThread对象本身，value则是要存储的对象

有了上面的基础，我们看get()方法就一点都不难理解了：

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();
    }

　　

3.1ThreadLocal原理总结

每个Thread维护着一个ThreadLocalMap的引用

ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，用Entry来进行存储

调用ThreadLocal的set()方法时，实际上就是往ThreadLocalMap设置值，key是ThreadLocal对象，值是传递进来的对象

调用ThreadLocal的get()方法时，实际上就是往ThreadLocalMap获取值，key是ThreadLocal对象

ThreadLocal本身并不存储值，它只是作为一个key来让线程从ThreadLocalMap获取value。

正因为这个原理，所以ThreadLocal能够实现“数据隔离”，获取当前线程的局部变量值，不受其他线程影响～

四、避免内存泄露

我们来看一下ThreadLocal的对象关系引用图：

ThreadLocal内存泄漏的根源是：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一样长，如果没有手动删除对应key就会导致内存泄漏，而不是因为弱引用。

想要避免内存泄露就要手动remove()掉。

五、总结

ThreadLocal这方面的博文真的是数不胜数，随便一搜就很多很多～站在前人的肩膀上总结了这篇博文～

最后要记住的是:ThreadLocal设计的目的就是为了能够在当前线程中有属于自己的变量，并不是为了解决并发或者共享变量的问题。