ThreadLocal解析

在面试中，ThreadLocal是一个经常会被问到的知识点，所以今天就好好分析一下它的实现原理。(基于JDK1.8)

什么是ThreadLocal

ThreadLocal是一个数据结构，类似于HashMap，可以保存key:value键值对，但是一个ThreadLocal只能保存一个，并且各个线程之间的数据互不干扰。

看下它的set(T value)和get()方法的源码

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); } 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(); } ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; }

可以看到每个线程中都会有一个ThreadLocal数据结构，set方法是将值保存到当前线程中的threadLocals变量中，get方法是从当前线程中的threadLocals变量中获取。所以对于线程1中的数据在线程2中是无法访问的，保证了线程之间的互不干扰。

那接下来就看其中的关键类ThreadLocalMap是什么了。

ThreadLocalMap

ThreadLocalMap是ThreadLocal的一个静态内部类。它也是Thread类的一个属性。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

static class { static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { Object value; Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { super(k); value = v; } } * 初始化大小，必须是二的幂. */ private static final int INITIAL_CAPACITY = 16; 大专栏  ThreadLocal解析ine"> * The table, resized as necessary. * table.length MUST always be a power of two. */ private Entry[] table; * The number of entries in the table. */ private int size = 0; * The next size value at which to resize. */ private int threshold; // Default to 0 ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) { table = new Entry[INITIAL_CAPACITY]; int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1); table[i] = new Entry(firstKey, firstValue); size = 1; setThreshold(INITIAL_CAPACITY); } }

在ThreadLocal中，初始化了一个大小为16的Entry数组，Entry对象用来保存key-value键值对，只不过在这里key永远都是ThreadLocal对象(map.set(this, value);)。

Entry继承的是WeakReference，并且Entry中没有next字段，所以不会形成链表。

Thread、ThreadLocal和ThreadLocalMap的关系

set

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

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(); }

内存泄漏

由于Entry是继承WeakReference，这就导致了在ThreadLocal没有外部强引用时，发生GC时就会被回收，如果创建ThreadLocal的线程一直持续运行，那么这个Entry对象中的value就有可能一直得不到回收，发生内存泄露。

如何避免内存泄露

remove方法，如果使用ThreadLocal的set方法之后，没有显示的调用remove方法，就有可能发生内存泄露，所以养成良好的编程习惯十分重要，使用完ThreadLocal之后，记得调用remove方法。

1 2 3 4 5 6

ThreadLocal<String> localName = new ThreadLocal(); try { localName.set("哈哈"); } finally { localName.remove(); }