告诉你为什么 ThreadLocal 可以做到线程隔离

2022-11-13 13:11:44 线程告诉你可以做到

对于 ThreadLocal 我们都不陌生，它的作用如同它的名字——用于存放「线程本地」变量。

先通过一个小例子感受一下：

private static final ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
public static void main(String[] args) throws Throwable {
    Thread threadOne = new Thread(()->{
        threadLocal.set("ThreadOne：" + Thread.currentThread().getName());
        log.info("线程 One 本地变量值为：{}", threadLocal.get());
        threadLocal.remove();
        log.info("线程 One remove 后本地变量值为：{}", threadLocal.get());
    });
    Thread threadTwo = new Thread(()->{
        threadLocal.set("ThreadTwo：" + Thread.currentThread().getName());
        log.info("线程 Two 本地变量值为：{}", threadLocal.get());
    });
    threadOne.start();
    threadTwo.start();
}

运行结果：

线程 One 本地变量值为：ThreadOne：Thread-0
线程 One remove 后本地变量值为：null
线程 Two 本地变量值为：ThreadTwo：Thread-1

OK，从效果上看，ThreadLocal 确实是线程隔离的，那么，它是如何做到线程隔离的呢？下面我们扒一扒源码，看看它是如何做到的：

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

set() 方法的逻辑如下：

获取当前线程
根据当前线程获取一个 ThreadLocalMap 对象
如果 map 不为 null 则保存
如果 map 为 null 则创建一个 map

getMap() 和 createMap() 方法都干了啥呢？我们点进去看：

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

进入到两个方法内部后发现，不管执行哪个分支，最终是把值保存到了当前线程的 threadLocals 属性中。

查看 Thread 类的源码，你会发现类中定义了一个 threadLocals 属性，且初始值为 null，其类型为ThreadLocal.ThreadLocalMap。

public class Thread implements Runnable {
// ...
   ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
// ...
}

到此，我们发现了，原来 ThreadLocal 就是把我们要传递的对象放到了当前线程的 threadLocals 属性中。也就是说每个线程在用 ThreadLocal 保存对象时，其实就是将对象放到了当前线程实例对象的 threadLocals 属性里面。这样一来线程之间自然就是互相独立的啦。

再看看 get() 方法：

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();
}

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

ThreadLocal 的 get() 方法其实和 set() 方法逻辑很相似，先从当前线程的 threadLocals 属性中取，如果该属性为 null，那么就初始化。

当线程结束时，会调用当前线程实例的 exit() 方法，将 threadLocals 设置为 null，以便垃圾回收器将其回收掉。

// THread 类中的方法
private void exit() {
   // ...
   threadLocals = null;
   // ...
}

最后，有一点需要格外注意：用完 ThreadLocal 一定要记得手动调用 remove() 方法，否则可能会产生脏数据甚至产生内存泄漏。

为啥呢？上面不是说线程结束时，会将 threadLocals 置为 null 吗？

是的，线程结束时，确实会做清理工作。

但，如果线程一直不结束呢？如果线程会被复用呢？比如使用了线程池。

所以，使用 ThreadLocal 一定要手动 remove()。

补充：下面看下ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？

ThreadLocal是一个本地线程副本变量工具类，主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射，各个线程之间的变量互不干扰。

说人话就是，ThreadLocal在每个线程都创建副本，每个线程可以访问自己的副本，线程之间相互不影响。

使用场景：

多线程环境中为每一个jdbc分配一个Connection连接，使用ThreadLocal去保存连接，这样就保证了每个线程在自己的连接上操作数据库，不会出现A线程关闭B的Connnection操作

WEB中的session管理时，可以使用ThreadLocal记录每个线程的Session，这样保证每个线程都可以获取自己的session

解决线程安全问题，对于需要进行线程隔离的变量，可以使用ThreadLocal存储，确保线程隔离

总结：

ThreadLocal可以简单看作一个map，每个线程保存一个map，这个map只能存储一组数据，key为线程id， value就是要存的值

一个ThreadLocal只能存储一个变量，如果要存多个就创建多个ThreadLocal对象。

到此这篇关于为什么 ThreadLocal 可以做到线程隔离？的文章就介绍到这了,更多相关ThreadLocal 线程隔离内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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