ThreadLocal的学习心得

ThreadLocal是Java提供的线程本地存储机制,可以实现多线程环境下数据的隔离。主要特点是:

1. 每个线程都有自己的实例副本,实现了线程的数据隔离。ThreadLocal中存储的值对其他线程都不可见。
2. 通过get()和set()来读写当前线程的实例副本,避免了线程安全问题。
3. 本地线程副本通过弱引用持有,在线程消亡后可以自动释放,避免内存泄漏。
4. 适用于将不安全的变量封装到线程内部、存储线程上下文信息等场景。

注意:

1. 正确使用remove()释放数据,避免内存泄漏。
2. 不要对继承ThreadLocal的变量进行修改,每个线程只会复制父类中的初始值。
3. 避免使用static类型的ThreadLocal变量,这样会导致实例被所有线程共享。
4. 过度使用ThreadLocal也会导致内存占用过高。

ThreadLocal适合对多线程环境中的变量进行线程隔离。但也需要注意避免内存泄漏等问题。 

　　1.为什么可以实现线程的数据隔离？

Thread源码中有这样一句

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

也就是说，在Thread中引用了ThreadLocal中的ThreadLocalMap,

实际上，这也是为什么每一个线程可以进行数据的隔离，因为每一个线程都有自己的ThreadLocalMap，读写相关数据时都是在自己的ThreadLocalMap里面

现在我们来看一看ThreadLocal中的ThreadLocalMap的部分源码

Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {

    super(k);

    value = v;

}

也就是说，实际上threadLocals存放的是<ThreadLocal,value>的键值对

因此，一个ThreadLocal对应一个的value值

如果想要存放多个属性，可以采用下面的方式

ThreadLocal<String>name=new ThreadLocal<>();
ThreadLocal<String>age=new ThreadLocal<>();

或者Map里存放Map

private static final ThreadLocal<Map<String, Object>> threadLocal = new ThreadLocal<>();

使用如下

Map<String, Object> map = threadLocal.get();

map.put("name", "Alice");

map.put("age", 18);
 

2. 为什么get和set获得的是当前线程的ThreadLocals呢？

源码中的get()有这样的语句

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

因为currentThread()的实现内部依赖于JVM的执行引擎,会根据真实的CPU代码执行状态来维护和返回currentThread。
我们可以认为此时获得的一定是当前的线程，通过该线程便可以获得对应的threadLocals.

3.Thread的threadLocals仍然可能出现内存泄漏

当用户没有手动remove()，
这时候Map会出现<null,value>这种无法访问但是又无法被回收的数据
key值为null因为其是弱引用，但是value是强引用所以不会为null,当用户没有手动remove时，value不会消失
如果用户又调用了set，get方法(ThreadLocal提供的对ThreadLocalMap数据操作的接口)
key为null的数据仍然会被回收，即使value不为空
但是当用户长时间没有调用方法并且这种键值对越来越多的时候，可能会导致内存泄漏

4.对于 ThreadLocal 变量,应该避免使用 static 静态类型

1. static 静态变量会被所有线程共享,而 ThreadLocal 的设计目的就是为每个线程提供独立的变量副本。使用 static 会导致所有线程访问同一个变量,破坏 ThreadLocal 的线程隔离功能。
2. 不同线程对 static 静态变量的访问存在竞争条件,需要额外的同步措施保证线程安全,而这违背了 ThreadLocal 简化线程安全的初衷。
3. 每个线程对 static 静态变量的修改会互相影响,难以追踪问题。
4. static 静态变量的生命周期与应用相同,使用不当容易造成内存泄漏。

所以为了发挥 ThreadLocal 的最大价值,应该定义非静态类型的 ThreadLocal 变量,通常是 private static 的实例变量或方法内部变量。

每个线程只能访问自己的副本,相互隔离,避免了静态变量的弊端。

如有错误，欢迎指出。