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# 聊聊传说中的 ThreadLocal

Posted on 2021-05-30 In Java Views: Views: Disqus:

说来也惭愧，这个 ThreadLocal 其实一直都是一知半解，而且看了一下之后还发现记错了，所以还是记录下
原先记忆里的都是反过来，一个 ThreadLocal 是里面按照 thread 作为 key，存储线程内容的，真的是半解都米有，完全是错的，这样就得用 concurrentHashMap 这种去存储并且要锁定线程了，然后内容也只能存一个了，想想简直智障

### 究竟是啥结构

比如我们在代码中 new 一个 ThreadLocal，

    public static void main(String[] args) {
            ThreadLocal<Man> tl = new ThreadLocal<>();

            new Thread(() -> {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(tl.get());
            }).start();
            new Thread(() -> {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                tl.set(new Man());
            }).start();
        }

        static class Man {
            String name = "nick";
        }

这里构造了两个线程，一个先往里设值，一个后从里取，运行看下结果，
知道这个用法的话肯定知道是取不到值的，只是具体的原理原来搞错了，我们来看下设值 set 方法

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

写博客这会我才明白我原来咋会错得这么离谱，看到第一行代码 t 就是当前线程，然后第二行就是用这个线程去`getMap`，然后我是把这个当成从 map 里取值了，其实这里是

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

获取 t 的 threadLocals 成员变量，那这个 threadLocals 又是啥呢
它其实是线程 Thread 中的一个类型是java.lang.ThreadLocal.ThreadLocalMap的成员变量
这是 ThreadLocal 的一个静态成员变量

    static class ThreadLocalMap {

            /**
             * The entries in this hash map extend WeakReference, using
             * its main ref field as the key (which is always a
             * ThreadLocal object).  Note that null keys (i.e. entry.get()
             * == null) mean that the key is no longer referenced, so the
             * entry can be expunged from table.  Such entries are referred to
             * as "stale entries" in the code that follows.
             */
            static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
                /** The value associated with this ThreadLocal. */
                Object value;

                Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                    super(k);
                    value = v;
                }
            }
        }

全部代码有点长，只截取了一小部分，然后我们再回头来分析前面说的 set 过程，再 copy 下代码

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

获取到 map 以后呢，如果 map 不为空，就往 map 里 set，这里注意 key 是啥，其实是当前这个 ThreadLocal，这里就比较明白了究竟是啥结构，每个线程都会维护自身的 ThreadLocalMap，它是线程的一个成员变量，当创建 ThreadLocal 的时候，进行设值的时候其实是往这个 map 里以 ThreadLocal 作为 key，往里设 value。

### 内存泄漏是什么鬼

这里又要看下前面的 ThreadLocalMap 结构了，类似 HashMap，它有个 Entry 结构，在设置的时候会先包装成一个 Entry

    private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {

            // We don't use a fast path as with get() because it is at
            // least as common to use set() to create new entries as
            // it is to replace existing ones, in which case, a fast
            // path would fail more often than not.

            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();
    }

这里其实比较重要的就是前面的 Entry 的构造方法，Entry 是个 WeakReference 的子类，然后在构造方法里可以看到 key 会被包装成一个弱引用，这里为什么使用弱引用，其实是方便这个 key 被回收，如果前面的 ThreadLocal tl实例被设置成 null 了，如果这里是直接的强引用的话，就只能等到线程整个回收了，但是其实是弱引用也会有问题，主要是因为这个 value，如果在 ThreadLocal tl 被设置成 null 了，那么其实这个 value 就会没法被访问到，所以最好的操作还是在使用完了就 remove 掉

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