Java多线程之ThreadLocal的原理是什么

今天小编给大家分享一下Java多线程之ThreadLocal的原理是什么的相关知识点，内容详细，逻辑清晰，相信大部分人都还太了解这方面的知识，所以分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后有所收获，下面我们一起来了解一下吧。ThreadLocal，即线程本地变量，如果你创建了一个变量，那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的本地拷贝，多个线程操作这个变量的时候，实际操作自己本地内存里面的变量，从而起到线程隔离的作用，避免了线程安全问题ThreadLocal 适用于无状态，副本变量独立后不影响业务逻辑的高并发场景，如果业务逻辑强依赖于变量副本，则不适合用 ThreadLocal 解决，需要另寻解决方案应用场景：数据库连接池会话管理中使用在 JDK8 中，每个线程 Thread 内部都维护了一个 ThreadLocalMap 的数据结构，ThreadLocalMap 中有一个由内部类 Entry 组成的 table 数组，Entry 的 key 就是线程的本地化对象 ThreadLocal，而 value 则存放了当前线程所操作的变量副本。每个 ThreadLocal 只能保存一个副本 value，并且各个线程的数据互不干扰，如果想要一个线程保存多个副本变量，就需要创建多个ThreadLocal。一个 ThreadLocal 的值，会根据线程的不同，分散在 N 个线程中，所以获取 ThreadLocal 的 value，有两个步骤：第一步，根据线程获取 ThreadLocalMap第二步，根据自身从 ThreadLocalMap 中获取值，所以它的 this 就是 Map 的 Key当执行 set() 方法时，其值是保存在当前线程的 ThreadLocal 变量副本中
当执行get() 方法中，是从当前线程的 ThreadLocal 的变量副本获取。所以对于不同的线程，每次获取副本值时，别的线程并不能获取到当前线程的副本值，形成了线程的隔离，互不干扰。ThreadLocal 对外暴露的方法有4个：1.initialValue()方法：返回为当前线程初始副本变量值。
2.get()方法：获取当前线程的副本变量值。
3.set()方法：保存当前线程的副本变量值。
4.remove()方法：移除当前前程的副本变量值执行流程：1.获得当前线程，根据当前线程获得 map。
2.如果 map 不为空，则将参数设置到 map 中，当前的 Threadlocal 作为 key。
3.如果 map 为空，则给该线程创建 map，设置初始值。执行流程：（1）先尝试获得当前线程，再根据当前线程获取对应的 map
（2）如果获得的 map 不为空，以当前 threadlocal 为 key 尝试获得 entry
（3）如果 entry 不为空，返回值。
（4）如果 2 跟 3 出现无法获得，则通过 initialValue 函数获得初始值，然后给当前线程创建新 map执行流程：首先尝试获取当前线程，然后根据当前线程获得map，从map中尝试删除enrty。执行流程：（1）如果没有调用 set() 直接 get()，则会调用此方法，该方法只会被调用一次，
（2）默认返回一个缺省值null，如果不想返回null，可以Override 进行覆盖。和 HashMap 不同，ThreadLocalMap 结构中没有 next 引用
ThreadLocalMap 中解决哈希冲突的方式并非链表的方式，而是采用线性探测的方式，当发生哈希冲突时就将步长加1或减1，寻找下一个相邻的位置流程说明：1.根据 ThreadLocal 对象的 hash 值，定位到 table 中的位置 i；2.如果当前位置是 null，就初始化一个 Entry 对象放在位置 i 上；3.如果位置 i 已经有 Entry 对象了，如果这个 Entry 对象的 key 与即将设置的 key 相同，那么重新设置 Entry 的 value；4.如果位置 i 的 Entry 对象和 即将设置的 key 不同，那么寻找下一个空位置；在使用 ThreadLocal 时，当使用完变量后，必须手动调用 remove() 方法删除 entry 对象，否则会造成 value 的内存泄露，严格来说，ThreadLocal 是没有内存泄漏问题，有的话，那也是忘记执行 remove() 引起的内存泄露的根本原因在于 ThreadLocalMap 的生命周期与当前线程 CurrentThread 的生命周期相同，且 ThreadLocal 使用完没有进行手动删除导致的ThreadLocal 的内存泄露与强弱引用无关，那么为什么还要用弱引用呢？（1）Entry 中的 key（Threadlocal）是弱引用，目的是将 ThreadLocal 对象的生命周期跟线程周期解绑，用 WeakReference 弱引用关联的对象，只能生存到下一次垃圾回收之前，GC发生时，不管内存够不够，都会被回收。（2）当我们使用完 ThreadLocal，而 Thread 仍然运行时，即使忘记调用 remove() 方法， 弱引用也会比强引用多一层保障：当 GC 发生时，弱引用的 ThreadLocal 被收回，那么 key 就为 null 了。而 ThreadLocalMap 中的 set()、get() 方法，会针对 key == null (也就是 ThreadLocal 为 null) 的情况进行处理，如果 key == null，则系统认为 value 也应该是无效了应该设置为 null，也就是说对应的 value 会在下次调用 ThreadLo免费云主机域名cal 的 set()、get() 方法时，执行底层 ThreadLocalMap 中的 expungeStaleEntry() 方法进行清除无用的 value，从而避免内存泄露。（1）Hibernate 的 session 获取：每个线程访问数据库都应当是一个独立的 session 会话，如果多个线程共享同一个 session 会话，有可能其他线程关闭连接了，当前线程再执行提交时就会出现会话已关闭的异常，导致系统异常。使用 ThreadLocal 的方式能避免线程争抢session，提高并发安全性。（2）Spring 的事务管理：事务需要保证一组操作同时成功或失败，意味着一个事务的所有操作需要在同一个数据库连接上，Spring 采用 Threadlocal 的方式，来保证单个线程中的数据库操作使用的是同一个数据库连接，同时采用这种方式可以使业务层使用事务时不需要感知并管理 connection 对象，通过传播级别，巧妙地管理多个事务配置之间的切换，挂起和恢复使用 InheritableThreadLocal 可以实现多个线程访问 ThreadLocal 的值我们在主线程中创建一个 InheritableThreadLocal 的实例，然后在子线程中得到这个InheritableThreadLocal实例设置的值。ThreadLocal 能实现线程的数据隔离，不在于它自己本身，而在于 Thread 的 ThreadLocalMap，所以，ThreadLocal 可以只实例化一次，只分配一块存储空间就可以了，没有必要作为成员变量多次被初始化。以上就是“Java多线程之ThreadLocal的原理是什么”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家阅读完这篇文章都有很大的收获，小编每天都会为大家更新不同的知识，如果还想学习更多的知识，请关注百云主机行业资讯频道。

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