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目录* 一、背景
- 二、ThreadLocal解决的问题
- 三、如何创建一个ThreadLocal实例
- 四、ThreadLocal如何做到线程变量隔离
- 五、ThreadLocalMap中的hash冲突是如何处理的
- 六、ThreadLocal内存泄漏
一、背景
最近有人问我ThreadLocal是如何做到在每个线程中的值都是隔离的，此处写篇文章来简单记录下。
二、ThreadLocal解决的问题
- 该数据属于该线程
Thread自身，别的线程无法对其影响。(需要注意：需要调用ThreadLocal的remove方法) - 不存在线程安全问题。（因为
ThreadLocal类型的变量只有自身的线程可以访问，所以这点是成立的。）
比如：
用户登录成功后，需要将登录用户信息保存起来，以方便在系统中的任何地方都可以使用到，那么此时就可以使用ThreadLocal来实现。例如：Spring Security中的ThreadLocalSecurityContextHolderStrategy类。
三、如何创建一个ThreadLocal实例
private static final ThreadLocal USER\_NAME = new ThreadLocal<>();
ThreadLocal的实例推荐使用private static final来修饰。
四、ThreadLocal如何做到线程变量隔离
1、理解3个类
ThreadLocal: 此类提供了一个简单的set,get,remove方法，用于设置，获取或移除 绑定到线程本地变量中的值。ThreadLocalMap: 这是在ThreadLocal中定义的一个类，可以简单的将它理解成一个Map，不过它的key是WeakReference弱引用类型，这样当这个值没有在别的地方引用时，在发生垃圾回收时，这个map的key会被自动回收，不过它的值不会被自动回收。
static class Entry extends WeakReference> {
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
// key 弱引用
super(k);
// 值强引用
value = v;
}
}
Thread：这个是线程类，在这个类中存在一个threadLocals变量，具体的类型是ThreadLocal.ThreadLocalMap。
2、看下set方法是如何实现的
public void set(T value) {
// 获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取绑定到这个线程自身的 ThreadLocalMap，这个ThreadLocalMap是从Thread类的`threadLocals`变量中获取的
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// 向map中设置值，key为 ThreadLocal 对象的实例。
map.set(this, value);
} else {
// 如果map不存在，则创建出来。
createMap(t, value);
}
}
通过上方的代码，我们可知： 当我们向ThreadLocal中设置一个值，会经过如下几个步骤：
- 获取当前线程
Thread - 获取当前线程的
ThreadLocalMap对象。 - 向
ThreadLocalMap中设置值，key为ThreadLocal对象，值为具体的值。
3、看看 get 方法如何实现
public T get() {
// 获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取这个线程自身绑定的 ThreadLocalMap 对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// this是ThreadLocal对象，获取Map中的Entry对象
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
// 获取具体的值
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// 设置初始值
return setInitialValue();
}
从上方的get 和 set 方法可以得知，通过往ThreadLocal对象中设置值或获取值，其实是最终操作到Thread对象中的threadLocals字段中，而这个字段是Thread自身的，因此做到了隔离。
五、ThreadLocalMap中的hash冲突是如何处理的
1、ThreadLocal对象的hash值是怎样的
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
// 该 ThreadLocal 对象自身的hash code值
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
// 从0开始
private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();
// 每次递增固定的值
private static final int HASH\_INCREMENT = 0x61c88647;
// hash code 值计算
private static int nextHashCode() {
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}
从上方的代码中可以，ThreadLocal类在实例化出来之后，它的hash code值(threadLocalHashCode)就是固定的，即使ThreadLocal调用了set方法，设置了别的值，它的hash code值也不会发生变化。
此字段threadLocalHashCode为ThreadLocal对象的hash值，在ThreadLocalMap中需要用到这个hash值。
2、解决hash冲突
ThreadLocalMap解决hash冲突的办法很简单。就是通过线性探测法。如果发生了冲突，就去找数组后面的可用位置。具体看上图。演示的是A和B 2个ThreadLocal对象，然后发生了冲突，A和B存在的位置在那个地方。
六、ThreadLocal内存泄漏
ThreadLocal为什么会存在内存泄漏呢？
这是因为ThreadLocalMap中的key是WeakReference类型，也就是弱引用类型，而弱引用类型的数据在没有外部强引用类型的话，在发生gc的时候，会自动被回收掉。注意： 此时是key被回收了，但是value是没有回收的。因此在ThreadLocalMap中的Entry[]中可能存在key是null，但是value是具体的值的对象，因此就发生了内存泄漏。
解决内存泄漏：
当我们使用完ThreadLocal对象后，需要在适当的时机调用ThreadLocal#remove()方法。 否则就只有等Thread自动退出才能清除，如果是使用了线程池，Thread会重用，清除的机会就更难。
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