这篇文章主要介绍“Java中ThreadLocal的原理是什么及怎么使用”，在日常操作中，相信很多人在Java中ThreadLocal的原理是什么及怎么使用问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Java中ThreadLocal的原理是什么及怎么使用”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！
用法
隔离各个线程间的数据
避免线程内每个方法都进行传参，线程内的所有方法都可以直接获取到
ThreadLocal
中管理的对象。
package com.example.test1.service;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
@Component
public class AsyncTest {
// 使用threadlocal管理
private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatLocal =
ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd"));
// 不用threadlocal进行管理，用于对比
SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat();
// 线程名称以task开头
@Async("taskExecutor")
public void formatDateSync(String format, Date date) throws InterruptedException {
SimpleDateFormat simpleDateFormat = dateFormatLocal.get();
simpleDateFormat.applyPattern(format);
// 所有方法都可以直接使用这个变量，而不用根据形参传入
doSomething();
Thread.sleep(1000);
System.out.println("sync " + Thread.currentThread().getName() + " | " + simpleDateFormat.format(date));
// 线程执行完毕，清除数据
dateFormatLocal.remove();
}
// 线程名称以task2开头
@Async("taskExecutor2")
public void formatDate(String format, Date date) throws InterruptedException {
dateFormat.applyPattern(format);
Thread.sleep(1000);
System.out.println("normal " + Thread.currentThread().getName() + " | " + dateFormat.format(date));
}
}使用
junit进行测试：
@Test
void test2() throws InterruptedException {
for(int index = 1; index <= 10; ++index){
String format = index + "-yyyy-MM-dd";
Date time = new Date();
asyncTest.formatDate(format, time);
}
for(int index = 1; index <= 10; ++index){
String format = index + "-yyyy-MM-dd";
Date time = new Date();
asyncTest.formatDateSync(format, time);
}
}结果如下，可以看到没有被
ThreadLocal管理的变量已经无法匹配正确的format。
sync task--10 | 10-2023-04-11
sync task--9 | 9-2023-04-11
normal task2-3 | 2-2023-04-11
normal task2-5 | 2-2023-04-11
normal task2-10 | 2-2023-04-11
normal task2-6 | 2-2023-04-11
sync task--1 | 1-2023-04-11
normal task2-7 | 2-2023-04-11
normal task2-8 | 2-2023-04-11
normal task2-9 | 2-2023-04-11
sync task--6 | 6-2023-04-11
sync task--3 | 3-2023-04-11
sync task--2 | 2-2023-04-11
sync task--7 | 7-2023-04-11
sync task--4 | 4-2023-04-11
sync task--8 | 8-2023-04-11
normal task2-4 | 2-2023-04-11
normal task2-1 | 2-2023-04-11
sync task--5 | 5-2023-04-11
normal task2-2 | 2-2023-04-11
实现原理
从
ThreadLocal中获取数据的过程：
先获取对应的线程。
通过
getMap(t)拿到线程中的
ThreadLocalMap
ThreadLocalMap是一个重新实现的散列表，基于两个元素实现散列：
用户定义的
ThreadLocal
对象，例如：dateFormatLocal
。封装了
value
的Entry
对象。
通过
map.getEntry(this)方法，根据当前的
threadlocal对象在散列表中获得对应的
Entry
如果是第一次使用
get()， 则使用
setInitialValue()调用用户重写的
initialValue()方法创建map并使用用户指定的值初始化。
在这种设计方式下，线程死去的时候，线程共享变量
ThreadLocalMap会被销毁。
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}注意
Entry对象是弱引用：
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
// k: ThreadLocal, v: value
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}弱引用的常见用法是：
WeakReference<RoleDTO> weakReference = new WeakReference<>(new RoleDTO());
因此，在
Entry中，
k代表
ThreadLocal对象，它是弱引用。v代表
ThreadLocal管理的那个
value，是强引用。
内存泄漏
内存泄漏是指无用对象（不再使用的对象）持续占有内存或无用对象的内存得不到及时释放，从而造成内存空间的浪费称为内存泄漏。随着垃圾回收器活动的增加以及内存占用的不断增加，程序性能会逐渐表现出来下降，极端情况下，会引发
OutOfMemoryError导致程序崩溃。
内存泄漏问题主要在线程池中出现，因为线程池中的线程是不断执行的，从任务队列中不断获取新的任务执行。但是任务中可能有
ThreadLocal对象，这些对象的
ThreadLocal会保存在线程的
ThreadLocalMap中，因此
ThreadLocalMap会越来越大。
但是
ThreadLocal是由任务（worker）传入的，一个任务执行结束后，对应的
ThreadLocal对象会被销毁。线程中的关系是：
Thread -> ThreadLoalMap -> Entry<ThreadLocal, Object>。
ThreadLocal由于是弱引用会，在GC的时候会被销毁，这会导致
ThreadLoalMap中存在
Entry<null, Object>。
使用remove()
由于线程池中的线程一直在运行，如果不对
ThreadLoalMap进行清理，那
Entry<null, Object>会一直占用内存。
remove()方法会清除
key==null的
Entry。
使用static修饰
将
ThreadLocal设置成
static可以避免一个线程类多次传入线程池后重复创建
Entry。例如，有一个用户定义的线程
public class Test implements Runnable{
private static ThreadLocal<Integer> local = new ThreadLocal<>();
@Override
public void run() {
// do something
}
}使用线程池处理10个任务。那么线程池中每个用来处理任务的线程的
Thread.ThreadLocalMap中都会保存一个
Entry<local, Integer>，由于添加了
static关键字，所有每个线程中的
Entry中的
local变量引用的都是同一个变量。这时就算发生内存泄漏，所有的Test类也只有一个
local对象，不会导致内存占用过多。
@Test
void contextLoads() {
Runnable runnable = () -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
};
for(int index = 1; index <= 10; ++index){
taskExecutor2.submit(new com.example.test1.service.Test());
}
}