这玩意应该没有没用过
的人了吧!
作用:线程隔离
static ThreadLocal<ReqData> threadLocal = new ThreadLocal<ReqData>(){ @Override protected ReqData initialValue() { //重写initialValue方法 返回当前线程存储的变量对象 return new ReqData(); } }; //java8 语法 static ThreadLocal<ReqData> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> new ReqData()); public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 3; i++) { new Thread(() -> { threadLocal.get().setName(Thread.currentThread().getName()); threadLocal.get().setReqId(UUID.randomUUID().toString()); System.out.println(threadLocal.get().toString()); }).start(); } } @Data static class ReqData { String name; String reqId; } //输出 ThreadLocalDemo.ReqData(name=Thread-2, reqId=df3e550f-48dd-49fa-99b5-8889058cfad1) ThreadLocalDemo.ReqData(name=Thread-0, reqId=b81a34e7-3507-445c-81ca-bea07b6e4626) ThreadLocalDemo.ReqData(name=Thread-1, reqId=6aaa376c-1379-4cbf-a9ad-d509ff4aec9b)
在看源码之前先了解线性探测
是个什么东西?
线性探测是计算机程序解决散列表冲突时所采取的一种策略
为了搜索给定的键 x,散列表中由h(x)对应的单元开始的相邻单元h(x) + 1,h(x) + 2, …, 都将被检查,直到找到了内容为空的单元或是找到了存储给定键为x的单元。其中,h是散列函数。如果找到了存储给定键的单元,搜索将会返回单元中存储的键对应的值。
简单来说就是在插入数组下标X的时候,当下标X的key值与插入的key值一致时,可能会直接覆盖,当不一致时,就从相邻的下标X+1、X+2 ...
都将会被检测,直到找到内容为空
或者key一致时
才会在当前下标的空间存入
static ThreadLocal<ReqData> threadLocal = new ThreadLocal<ReqData>(){ @Override protected ReqData initialValue() { //重写了initialValue方法 返回线程变量对象 return new ReqData(); } };
ThreadLocal.ThreadLocalMap
//WeakReference 弱引用 用于释放线程 static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ //我们自定义的存储对象 Object value; Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { super(k); value = v; } } //核心结构 初始size16的数组 private Entry[] table;
public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); //每个线程里面都有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals; //获取到当前线程的ThreadLocalMap ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else //懒加载形式 后面有介绍 //t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); createMap(t, value); } private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; //通过hash计算出数组下标 int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); //这里采用的主要是线性探索 找到对应位置的Entry不为空才进for循环 //1.Entry中的Key和当前传入的key相同 则直接覆盖 //2.如果Entry中的key为空(ThreadLocal弱引用) 需要清理脏Entry 同时也会进行赋值处理 //没有return的则继续往下一个下标查找 //nextIndex -> ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0); //往下标位置每次加1 //prevIndex -> ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1); //往下标位置每次减1 for (Entry e = tab[i]; e != null; //线性探索 i会被赋值 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { ThreadLocal<?> k = e.get(); //当前位置不为空 key值和当前线程key相等 那就直接覆盖 if (k == key) { e.value = value; return; } //如果为空 则从当前下标进行清理 并赋值 //replaceStaleEntry -> 先从i数组位置往前清理 然后再往后清理脏数据 再把当前key value存入 if (k == null) { replaceStaleEntry(key, value, i); return; } } //数组下标位置没被占的则直接赋值 tab[i] = new Entry(key, value); int sz = ++size; //先走一遍当前下标到数组size+1的脏数据清理 会返回是否有清除元素 //如果没有可清除的元素,说明从当前节点到数组长度都是存在值的 则考虑是否扩容 if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) rehash(); }
public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { //从Entry数组中获取Entry ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") T result = (T)e.value; return result; } } //map 为空 还没初始化 return setInitialValue(); }
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) { int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1); Entry e = table[i]; //能直接找到的话 直接return if (e != null && e.get() == key) return e; else return getEntryAfterMiss(key, i, e); } //线性往下查找 当前位置的Entry 与当前key不相等 则继续往下查找 不懂的看set线性添加 private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; while (e != null) { ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == key) return e; if (k == null) //从当前下标位置往后进行脏数据清理 expungeStaleEntry(i); else //否则就下标递增 i = nextIndex(i, len); //经过上面的清理 如果为空了就跳出循环 e = tab[i]; } return null; }
private T setInitialValue() { //调用到我们自己实现的代码 返回一个初始化对象 T value = initialValue(); Thread t = Thread.currentThread(); //由于当前是不是原子操作 再获取一次 ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) //已经有别的线程创建了 则直接set map.set(this, value); else //否则就创建ThreadLocalMap 传入线程和用于存储的对象 createMap(t, value); return value; }
//get和set都是懒加载创建的 void createMap(Thread t, T firstValue) { //给线程的变量ThreadLocalMap赋值 this->当前线程 t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); } //初始化线程中ThreadLocalMap的Entry数组 保存存储的对象 ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) { //初始化Entry数组 table = new Entry[INITIAL_CAPACITY]; //根据当前线程的引用->hashcode 计算出数组下标 int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1); //保存存储的对象 table[i] = new Entry(firstKey, firstValue); size = 1; //设置扩容因子 len * 2 / 3 大小16->达到10扩容 //这里的扩容就是生成新的entry数组 然后把旧的值重新计算迁移过去 setThreshold(INITIAL_CAPACITY); }
//移除ThreadLocal变量 public void remove() { ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); if (m != null) m.remove(this); } private void remove(ThreadLocal<?> key) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); //还是线性探索去清除 for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { //遍历数组 引用key相等 就直接清除 if (e.get() == key) { e.clear(); //根据当前下标往后清理 expungeStaleEntry(i); return; } } }
源码分析到这里就结束了,我是根据自己的熟悉程度来写的,写的不是很详细,重点还是自己多看多断点。
expungeStaleEntry(int staleSlot); 从staleSlot下标往后清理脏Entry
cleanSomeSlots(int i, int n); 从i下标往后清理脏Entry n->循环截止的次数
replaceStaleEntr(i) 从数组位置i的前后清理脏Entry
在threadLocal的生命周期里,针对threadLocal存在的内存泄漏的问题,都会通过expungeStaleEntry,cleanSomeSlots,replaceStaleEntry这三个方法清理掉key为null的脏entry.
从上面的分析,我们得知每个线程都有自己的ThreadLocalMap , 里面维护着一个Entry对象,key是弱引用指向线程(线程执行完毕,就会被回收,key就没有引用了
),而 Object value = v是强引用
指向我们的存储对象实例,也就是没有remove时会有一种情况:
线程执行完毕了,线程声明周期结束,线程就会被GC回收,那么Entry中的key引用会为null,但是value此时还是存在的
按照代码分析,每次进行set、get、remove都会去做Entry脏数据的移除,那为什么不remove还是会出现内存泄漏问题?
经过多方资料查询,如果一个线程执行链路长且在最后没有终止的过程中,value也没有继续使用了,那么value 的强引用就一直还在,就会有可能导致内存泄漏,所以使用完最好都调用remove方法防止内存泄漏
@Data static class ReqData { String name; String reqId; } static class WeakReferenceBean extends WeakReference<ReqData> { public WeakReferenceBean(ReqData referent) { super(referent); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ReqData reqData = new ReqData(); reqData.setReqId("124578"); reqData.setName("弱引用"); WeakReferenceBean bean = new WeakReferenceBean(reqData); System.out.println("before:" + bean.get()); //->ReqData(name=弱引用, reqId=124578) //实例对象置为空 然后调用GC reqData = null; System.gc(); //保证已经被回收 虚拟机加上参数-XX:+PrintGCDetails 可以看到回收日志 Thread.sleep(2000); System.out.println("after:" + bean.get());//->null }
以上就是本章的全部内容了。
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