by shihang.mai

1. 线程隔离原理

1.1 原理解析

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

ThreadLocal线程隔离原理.png

Thread类有一个类型为ThreadLocalMap的变量,观察ThreadLocal实例的set方法，可以看到当set值时，其实是Thread的ThreadLocalMap，向里面set值。

下面举例说明

• 有ThreadLocal变量a、b
• 线程A调用a.set(),b.set()。线程B调用a.set(),b.set()

线程隔离

1. 线程A调用a.set和b.set，线程B调用a.set和b.set，都会先获取当前线程的threadLocals,然后将值设置进去,关系图如上
2. 而当前线程调用a.get或者b.get，都先获取threadLocals,然后通过当前的ThreadLocal实例，获取到对应的值

操作的都是线程自身的变量，做到线程隔离

1.2 ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类意义

注释写得很清楚了，ThreadLocalMap 就是为维护线程本地变量而设计的，只做这一件事情。

1.3 为什么key是ThreadLocal，而不是Thread对象

1. 如果key是Thread对象的话，那么我再保存一个另外的值，不就把原来的值覆盖了吗，显然不行。
2. 如果要再保存另外一个值，直接新建一个key,即新建ThreadLocal即可

1.4 ThreadLocal数据结构

ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for maintaining thread local values

注释也写得很清楚了,就是HashMap。但是遇到hash冲突怎么办呢，这个和hashmap有啥区别呢

1. hashmap由数组+链表+红黑树组成。而ThreadLocalMap没链表也没红黑树
2. 当ThreadLocalMap遇到hash冲突时，用的开放地址法，即看看相邻位置有没空位，有就加入。没就一直找到空的，把元素放进去。元素个数超数组长度就扩容

1.5 key设计成弱引用意义

为了尽最大努力避免内存泄漏，而不是直接避免了内存泄漏
因为只有当ThreadLocal对象只被WeakReference引用时，才会被gc回收。当还有强引用指向ThreadLocal对象，gc是不会回收的

ThreadLocal线程隔离原理.png

问题就来了:那既然ThreadLocal对象有强引用，回收不掉，干嘛还要设计成WeakReference类型呢

1. 按我们的使用习惯，当ThreadLocal = null 时，就意味着ThreadLocal要被回收，如果设计成强引用，那么这个语义就没了。
2. 如果Threadlocal对象一直有强引用，就有内存泄漏风险，所以我们手动调用ThreadLocal.remove()

2. 子线程获取父线程设置的本地变量

使用InheritableThreadLocal即可

static InheritableThreadLocal a  =new InheritableThreadLocal();

    public static void main(String[] args) {
        
        a.set("a");
        Msh msh = new Msh();
        msh.start();
    }

    static class Msh extends Thread{
        
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(a.get());
            
        }
    }

Thread类有一个类型为ThreadLocalMap的变量inheritableThreadLocals

1. 当我们使用InheritableThreadLocal，无论get或者set都会设置Thread的变量inheritableThreadLocals
2. 父线程调用set，会将值保存到inheritableThreadLocals，父线程创建子线程时,会将自身的inheritableThreadLocals重新复制一份给子线程的inheritableThreadLocals，这样子线程就获取到了父线程设置的本地变量

3. 内存泄漏

ThreadLocal线程隔离原理.png

前提：线程一直保留，即使用线程池

1. 如果ThreadLocal不存在外部强引用时，Key会被GC回收，这样就会导致ThreadLocalMap中key为null， 而整一个Entry还存在强引用，即key为null,但是value还在。
2. GC永远无法回收，造成内存泄漏
3. 这种key为null,对应的value在下一次ThreadLocalMap调用set(),get(),remove()的时候会被清除

所以：内存泄漏的根源是由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一样长，如果没有手动删除对应key就会导致内存泄漏，而不是因为弱引用

参考

https://mp.weixin.qq.com/s/8OEJB_qqzxFeXT-jkGB26g