作者：Java3y
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一、什么是ThreadLocal

聲明：本文使用的是JDK 1.8

首先我們來看一下JDK的文檔介紹：

/*** This class provides thread-local variables. These variables differ from* their normal counterparts in that each thread that accesses one (via its* {@code get} or {@code set} method) has its own, independently initialized* copy of the variable. {@code ThreadLocal} instances are typically private* static fields in classes that wish to associate state with a thread (e.g.,* a user ID or Transaction ID).* * <p>For example, the class below generates unique identifiers local to each* thread.* A thread's id is assigned the first time it invokes {@code ThreadId.get()}* and remains unchanged on subsequent calls.*/

結合我的總結可以這樣理解：ThreadLocal提供了線程的局部變量，每個線程都可以通過set()和get()來對這個局部變量進行操作，但不會和其他線程的局部變量進行沖突，實現了線程的數據隔離～。簡要言之：往ThreadLocal中填充的變量屬于當前線程，該變量對其他線程而言是隔離的。

二、為什么要學習ThreadLocal？

從上面可以得出：ThreadLocal可以讓我們擁有當前線程的變量，那這個作用有什么用呢？？？

2.1管理Connection

最典型的是管理數據庫的Connection：當時在學JDBC的時候，為了方便操作寫了一個簡單數據庫連接池，需要數據庫連接池的理由也很簡單，頻繁創建和關閉Connection是一件非常耗費資源的操作，因此需要創建數據庫連接池～那么，數據庫連接池的連接怎么管理呢？？我們交由ThreadLocal來進行管理。為什么交給它來管理呢？？ThreadLocal能夠實現當前線程的操作都是用同一個Connection，保證了事務！當時候寫的代碼：

public class DBUtil {//數據庫連接池private static BasicDataSource source;//為不同的線程管理連接private static ThreadLocal<Connection> local;static {try {//加載配置文件Properties properties = new Properties();//獲取讀取流InputStream stream = DBUtil.class.getClassLoader().getResourceAsStream("連接池/config.properties");//從配置文件中讀取數據properties.load(stream);//關閉流stream.close();//初始化連接池source = new BasicDataSource();//設置驅動source.setDriverClassName(properties.getProperty("driver"));//設置urlsource.setUrl(properties.getProperty("url"));//設置用戶名source.setUsername(properties.getProperty("user"));//設置密碼source.setPassword(properties.getProperty("pwd"));//設置初始連接數量source.setInitialSize(Integer.parseInt(properties.getProperty("initsize")));//設置最大的連接數量source.setMaxActive(Integer.parseInt(properties.getProperty("maxactive")));//設置最長的等待時間source.setMaxWait(Integer.parseInt(properties.getProperty("maxwait")));//設置最小空閑數source.setMinIdle(Integer.parseInt(properties.getProperty("minidle")));//初始化線程本地local = new ThreadLocal<>(); } catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static Connection getConnection() throws SQLException {//獲取Connection對象Connection connection = source.getConnection();//把Connection放進ThreadLocal里面local.set(connection);//返回Connection對象return connection;}//關閉數據庫連接public static void closeConnection() {//從線程中拿到Connection對象Connection connection = local.get();try {if (connection != null) {//恢復連接為自動提交connection.setAutoCommit(true);//這里不是真的把連接關了,只是將該連接歸還給連接池connection.close();//既然連接已經歸還給連接池了,ThreadLocal保存的Connction對象也已經沒用了local.remove();}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}} }

同樣的，Hibernate對Connection的管理也是采用了相同的手法(使用ThreadLocal，當然了Hibernate的實現是更強大的)～

三、ThreadLocal實現的原理

想要更好地去理解ThreadLocal，那就得翻翻它是怎么實現的了～～～

聲明：本文使用的是JDK 1.8

首先，我們來看一下ThreadLocal的set()方法，因為我們一般使用都是new完對象，就往里邊set對象了

public void set(T value) {// 得到當前線程對象Thread t = Thread.currentThread();// 這里獲取ThreadLocalMapThreadLocalMap map = getMap(t);// 如果map存在，則將當前線程對象t作為key，要存儲的對象作為value存到map里面去if (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);}

上面有個ThreadLocalMap，我們去看看這是什么？

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;}}//....很長 }

通過上面我們可以發現的是ThreadLocalMap是ThreadLocal的一個內部類。用Entry類來進行存儲。我們的值都是存儲到這個Map上的，key是當前ThreadLocal對象！如果該Map不存在，則初始化一個：

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

如果該Map存在，則從Thread中獲取！

/*** Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in* InheritableThreadLocal.** @param t the current thread* @return the map*/ThreadLocalMap getMap(Thread t) {return t.threadLocals;}

Thread維護了ThreadLocalMap變量

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained* by the ThreadLocal class. */ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null

從上面又可以看出，ThreadLocalMap是在ThreadLocal中使用內部類來編寫的，但對象的引用是在Thread中！于是我們可以總結出：Thread為每個線程維護了ThreadLocalMap這么一個Map，而ThreadLocalMap的key是LocalThread對象本身，value則是要存儲的對象。有了上面的基礎，我們看get()方法就一點都不難理解了：

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原理總結

每個Thread維護著一個ThreadLocalMap的引用

ThreadLocalMap是ThreadLocal的內部類，用Entry來進行存儲

調用ThreadLocal的set()方法時，實際上就是往ThreadLocalMap設置值，key是ThreadLocal對象，值是傳遞進來的對象

調用ThreadLocal的get()方法時，實際上就是往ThreadLocalMap獲取值，key是ThreadLocal對象

ThreadLocal本身并不存儲值，它只是作為一個key來讓線程從ThreadLocalMap獲取value。

正因為這個原理，所以ThreadLocal能夠實現“數據隔離”，獲取當前線程的局部變量值，不受其他線程影響～

四、避免內存泄露

我們來看一下ThreadLocal的對象關系引用圖：

ThreadLocal內存泄漏的根源是：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長，如果沒有手動刪除對應key就會導致內存泄漏，而不是因為弱引用。

想要避免內存泄露就要手動remove()掉！

五、總結

ThreadLocal這方面的博文真的是數不勝數，隨便一搜就很多很多～站在前人的肩膀上總結了這篇博文～

最后要記住的是:ThreadLocal設計的目的就是為了能夠在當前線程中有屬于自己的變量，并不是為了解決并發或者共享變量的問題

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java并发编程—ThreadLocal底层原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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