threadlocal使用场景和原理ThreadLocal的使用场景及使用方式ThreadLocal的原理和使用场景

2022-07-21 2:26:05 网络知识 官方管理员

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两大使用场景-ThreadLocal的用途

典型场景1：每个线程需要一个独享的对象（通常是工具类，典型需要使用的类有SimpleDateFormat和Random）

典型场景2：每个线程内需要保存全局变量（例如在拦截器中获取用户信息），可以让不同方法直接使用，避免参数传递的麻烦。

典型场景1：每个线程需要一个独享的对象

每个Thread内有自己的实例副本，不共享；

举例：SimpleDateFormat。（当多个线程共用这样一个SimpleDateFormat，但是这个类是不安全的）

2个线程分别用自己的SimpleDateFormat，这没问题；
后来延伸出10个，那就有10个线程和10个SimpleDateFormat，这虽然写法不优雅，但勉强可以接受
但是当需求变成了1000，那么必然要用线程池，消耗内存太多；
但是每一个SimpleDateFormat我们都需要创建一遍，那么太耗费new对象了，改成static共用的，所有线程都共用一个simpleDateFormat对象，但这是线程不安全的，容易出现时间一致的情况，在调用的时候，可加锁来解决，但还是不优雅；
用ThreadLocal来解决该问题，给每个线程分配一个simpledateformat，可这个threadlocal是安全的；

packagethreadlocal;importjava.text.SimpleDateFormat;importjava.util.Date;importjava.util.concurrent.ExecutorService;importjava.util.concurrent.Executors;/***描述：利用ThreadLocal，给每个线程分配自己的dateFormat对象，保证了线程安全，高效利用内存*/publicclassThreadLocalNormalUsage05{publicstaticExecutorServicethreadPool=Executors.newFixedThreadPool(10);publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{for(inti=0;i<1000;i++){intfinalI=i;threadPool.submit(newRunnable(){@Overridepublicvoidrun(){Stringdate=newThreadLocalNormalUsage05().date(finalI);System.out.println(date);}});}threadPool.shutdown();}publicStringdate(intseconds){//参数的单位是毫秒，从1970.1.100:00:00GMT计时Datedate=newDate(1000*seconds);//SimpleDateFormatdateFormat=newSimpleDateFormat("yyyy-MM-ddHH:mm:ss");SimpleDateFormatdateFormat=ThreadSafeFormatter.dateFormatThreadLocal2.get();returndateFormat.format(date);}}classThreadSafeFormatter{publicstaticThreadLocal<SimpleDateFormat>dateFormatThreadLocal=newThreadLocal<SimpleDateFormat>(){@OverrideprotectedSimpleDateFormatinitialValue(){returnnewSimpleDateFormat("yyyy-MM-ddHH:mm:ss");}};publicstaticThreadLocal<SimpleDateFormat>dateFormatThreadLocal2=ThreadLocal.withInitial(()->newSimpleDateFormat("yyyy-MM-ddHH:mm:ss"));}

典型场景2：当前用户信息需要被线程内所有方法共享

一个比较繁琐的解决方案是把user作为参数层层传递，从service-1()传到service-2(),以此类推，但是这样做会导致代码冗余且不易维护。
进阶点就是userMap来保存，但是当多线程同时工作时，需要保证线程安全，需要用synchronized，或者concurrenthashmap，但无论用什么，都会对性能有所影响

每个线程内需要保存全局变量，可以让不同方法直接使用，避免参数传递的麻烦

用ThreadLocal保存一些业务内存（用户权限信息，从用户系统获取到的用户名、userId等）
这些信息在同一个线程内相同，但是不同的线程使用的业务内容是不相同的
在线程生命周期内，都通过这个静态ThreadLocal实例的get()方法取得自己set过的那个对象，避免了将这个对象作为参数传递的麻烦

packagethreadlocal;/***描述：演示ThreadLocal用法2：避免传递参数的麻烦*/publicclassThreadLocalNormalUsage06{publicstaticvoidmain(String[]args){newService1().process("");}}classService1{publicvoidprocess(Stringname){Useruser=newUser("超哥");UserContextHolder.holder.set(user);newService2().process();}}classService2{publicvoidprocess(){Useruser=UserContextHolder.holder.get();ThreadSafeFormatter.dateFormatThreadLocal.get();System.out.println("Service2拿到用户名："+user.name);newService3().process();}}classService3{publicvoidprocess(){Useruser=UserContextHolder.holder.get();System.out.println("Service3拿到用户名："+user.name);UserContextHolder.holder.remove();}}classUserContextHolder{publicstaticThreadLocal<User>holder=newThreadLocal<>();}classUser{Stringname;publicUser(Stringname){this.name=name;}}

注意点：

强调的是同一个请求内(同一个线程内)不同方法见的共享；
不需重写initialValue()方法，但是必须手动调用set()方法

ThreadLocal方法使用总结

场景一：initialValue

在ThreadLocal第一次get的时候把对象给初始化出来，对象的初始化时机可以由我们控制。

场景二：set

如果需要保存到ThreadLocal里面的对象的生成时机不由我们随意控制。例如拦截器生成的用户信息，用ThreadLocal.set直接放到ThreadLocal当中。

ThreadLocal原理

理清Thread，ThreadLocalMap以及ThreadLocal

主要方法介绍

TinitialValue():初始化
voidset(Tt):为这个线程设置一新值
Tget():得到这个线程对应的value。如果是首次调用get()。则会调用initialize来得到这个值
voidremove():删除这个线程得到的值

ThreadLocalMap发生冲突之后，会用线性探测法。另外，欢迎关注公众号Java笔记虾，后台回复“后端面试”，送你一份面试题宝典！

ThreadLocal使用问题内存泄露

什么是内存泄露

某个对象不再有用，但是占用的内存却不能被回收。

Value的泄露

在ThreadLocalMap中的每个Entry都是一个对key的弱引用，同时，每个Entry都包含了一个对value的强引用。
正常情况，当线程终止，保存在ThreadLocal里的value会被垃圾回收，因为没有任何强引用了。
但是，如果线程不终止（比如线程池需要保持很久），那么key对应的value就不能被回收。Thread->ThreadLocalMap->Entry(key为Null)->Value
因为value和Thread之间还存在这个强引用链路，所以导致value无法回收，就可能出现OOM；JDK已经考虑到这个问题，所以在set,remove,rehash方法中会扫描key为null，会把value也设置为null，这样value对象就可以被回收了。
但是如果一个ThreadLocal不被使用，那么实际上set,remove,rehash方法也不会被调用，如果同时线程又不停止，那么调用链就一直存在，那么就导致了value的内存泄露。