为什么 ThreadLocal 可以做到线程隔离?

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
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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:

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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();}
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运行结果:

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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
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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:

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

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

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

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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;}
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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。

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

28    2022-07-26 07:14:20    线程 隔离 Thread