ThreadLocal-分析-总结

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ThreadLocal<T>类在Spring，Hibernate等框架中起到了很大的作用，对于其工作原理，很多网上的文章分析的不够彻底，甚至有些误解。

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首先，为了解释ThreadLocal类的工作原理，必须同时介绍与其工作甚密的其他几个类（内部类）

1.ThreadLocalMap

2.Thread

可能有人会觉得Thread与ThreadLocal有什么关系，其实真正的奥秘就在Thread类中的一行：

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ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

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?其中ThreadLocalMap的定义是在ThreadLocal类中，真正的引用却是在Thread类中

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那么ThreadLocalMap究竟是什么呢？

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可以看到这个类应该是一个Map,JDK的解释是

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static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value; Entry(ThreadLocal k, Object v) { super(k); value = v; } }

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?从中我们可以发现这个Map的key是ThreadLocal变量，value为用户的值，并不是网上大多数的列子key是线程的名字或者标识

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到这里，我们就可以理解ThreadLocal究竟是如何工作的了

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1.Thread类中有一个成员变量叫做ThreadLocalMap，它是一个Map，他的Key是ThreadLocal类

2.每个线程拥有自己的申明为ThreadLocal类型的变量,所以这个类的名字叫'ThreadLocal'：线程自己的（变量）

3.此变量生命周期是由该线程决定的，开始于第一次初始（get或者set方法）

4.由ThreadLocal的工作原理决定了：每个线程独自拥有一个变量，并非共享或者拷贝

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/** * @author mxdba * */public class ThreadLocalSample {public static void main(String[] args) {ThreadTest test1 = new ThreadTest(10);ThreadTest test2 = new ThreadTest(20);test1.start();test2.start();}}/** * 此线程有两个ThreadLocal变量，但是由于ThreadLocal是延迟初始的， * 所以在debug时可以看到线程名为“线程20”的线程的ThreadLocalMap中没有thLcal2这个entry * @author mxdba * */class ThreadTest extends Thread {public static ThreadLocal<Integer> thLocal = new ThreadLocal<Integer>();public static ThreadLocal<String> thLocal2 = new ThreadLocal<String>();public Integer num;public ThreadTest(Integer num) {super("线程" + num);this.num = num;}@Overridepublic void run() {Integer n = thLocal.get();if(num != 20) {String s = thLocal2.get();}if(n == null) {thLocal.set(num);}System.out.println(thLocal.get());}}

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接下来分析一下源码，就更加清楚了

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/** * 关键方法，返回当前Thread的ThreadLocalMap * [[[每个Thread返回各自的ThreadLocalMap，所以各个线程中的ThreadLocal均为独立的]]] */ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; }?

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public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); /** * 得到当前线程的ThreadLocalMap */ ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { /** * 在此线程的ThreadLocalMap中查找key为当前ThreadLocal对象的entry */ ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) return (T)e.value; } return setInitialValue(); }?

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private T setInitialValue() { /** * 默认返回null，这个方法为protected可以继承 */ T value = initialValue(); Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else /** * 初次创建 */ createMap(t, value); return value; }?

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/** * 给当前thread初始ThreadlocalMap */void createMap(Thread t, T firstValue) { t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); }?

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通过上边的分析，我们发现，ThreadLocal类的使用虽然是用来解决多线程的问题的，但是还是有很明显的针对性

1.最明显的，ThreadLoacl变量的活动范围为某线程，并且我的理解是该线程“专有的，独自霸占”，对该变量的所有操作均有该线程完成！也就是说，ThreadLocal不是用来解决共享，竞争问题的。典型的应用莫过于Spring，Hibernate等框架中对于多线程的处理了。

下面来看一个hibernate中典型的ThreadLocal的应用：

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private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal(); public static Session getSession() throws InfrastructureException { Session s = (Session) threadSession.get(); try { if (s == null) { s = getSessionFactory().openSession(); threadSession.set(s); } } catch (HibernateException ex) { throw new InfrastructureException(ex); } return s; }

?这段代码，每个线程有自己的ThreadLocalMap，每个ThreadLocalMap中根据需要初始加载threadSession,这样的好处就是介于singleton与prototype之间，应用singleton无法解决线程，应用prototype开销又太大，有了ThreadLocal之后就好了，对于需要线程“霸占”的变量用ThreadLocal，而该类实例的方法均可以共享。

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2.关于内存泄漏：

虽然ThreadLocalMap已经使用了weakReference，但是还是建议能够显示的使用remove方法。

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一、ThreadLocal概述

?????? 学习JDK中的类，首先看下JDK API对此类的描述，描述如下：

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public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) return (T)e.value; } return setInitialValue(); }

????调用get方法如果此Map不存在首先初始化，创建此map，将线程为key，初始化的vlaue存入其中，注意此处的initialValue，我们可以覆盖此方法，在首次调用时初始化一个适当的值。setInitialValue代码如下：

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private T setInitialValue() { T value = initialValue(); Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); return value; }

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??? set方法相对比较简单如果理解以上俩个方法，获取当前线程的引用，从map中获取该线程对应的map，如果map存在更新缓存值，否则创建并存储，代码如下：

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

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??? 对于ThreadLocal在何处存储变量副本，我们看getMap方法：获取的是当前线程的ThreadLocal类型的threadLocals属性。显然变量副本存储在每一个线程中。

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/** * 获取线程的ThreadLocalMap 属性实例 */ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; }

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??? 上面我们知道变量副本存放于何处，这里我们简单说下如何被java的垃圾收集机制收集，当我们不在使用是调用set(null)，此时不在将引用指向该‘map’，而线程退出时会执行资源回收操作，将申请的资源进行回收，其实就是将属性的引用设置为null。这时已经不在有任何引用指向该map，故而会被垃圾收集。

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?四、ThreadLocal应用示例

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????? 在我的另一篇文章，对ThreadLocal的使用做了一个实例，此示例也可以用作生产环境，请参见：http://ari.iteye.com/blog/757641

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