ThreadLocal理解

2019-06-23

参考引用

手撕面试题ThreadLocal！！！

ThreadLocal是什么？

面试官：讲讲你对ThreadLocal的一些理解。

那么我们该怎么回答呢？你也可以思考下，下面看看零度的思考；

ThreadLocal用在什么地方？
ThreadLocal一些细节！
ThreadLocal的最佳实践！
思考！

ThreadLocal用在什么地方？

讨论ThreadLocal用在什么地方前，我们先明确下，如果仅仅就一个线程，那么都不用谈ThreadLocal的，ThreadLocal是用在多线程的场景的！
ThreadLocal归纳下来就2类用途：

保存线程上下文信息，在任意需要的地方可以获取！

1、由于ThreadLocal的特性，同一线程在某地方进行设置，在随后的任意地方都可以获取到。从而可以用来保存线程上下文信息。
2、常用的比如每个请求怎么把一串后续关联起来，就可以用ThreadLocal进行set，在后续的任意需要记录日志的方法里面进行get获取到请求id，从而把整个请求串起来。
3、还有比如Spring的事务管理，用ThreadLocal存储Connection，从而各个DAO可以获取同一Connection，可以进行事务回滚，提交等操作。
备注：ThreadLocal的这种用处，很多时候是用在一些优秀的框架里面的，一般我们很少接触，反而下面的场景我们接触的更多一些！
线程安全的，避免某些情况需要考虑线程安全必须同步带来的性能损失！

ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。但是ThreadLocal也有局限性，我们来看看阿里规范：

每个线程往ThreadLocal中读写数据是线程隔离，互相之间不会影响的，所以ThreadLocal无法解决共享对象的更新问题！
由于不需要共享信息，自然就不存在竞争问题了，从而保证了某些情况下线程的安全，以及避免了某些情况需要考虑线程安全必须同步带来的性能损失！
这类场景阿里规范里面也提到了：

ThreadLocal一些细节

ThreaLocal使用示例代码：

public class ThreadLocalTest {
    private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {

        new Thread(() -> {
            try {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    // 给该线程的设置值
                    threadLocal.set(i);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "====" + threadLocal.get());
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            } finally {
                threadLocal.remove();
            }
        }, "threadLocal1").start();


        new Thread(() -> {
            try {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "====" + threadLocal.get());
                    try {
                        Thread.sleep(200);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            } finally {
                threadLocal.remove();
            }
        }, "threadLocal2").start();
    }
}

代码运行结果：

从运行的结果我们可以看到threadLocal1进行set()值对threadLocal2并没有任何影响！

Thread、ThreadLocalMap、ThreadLocal总览图：
Thread类有属性变量threadLocals（类型是ThreadLocal.ThreadLocalMap），也就是说每个线程有一个自己的ThreadLocalMap ，所以每个线程往这个ThreadLocal中读写隔离的，并且是互相不会影响的。
一个ThreadLocal只能存储一个Object对象，如果需要存储多个Object对象那么就需要多个ThreadLocal。
如图：

看到上面的几个图，大概思路应该都清晰了，我们Entry的key指向ThreadLocal用虚线表示弱引用，下面我们来看看ThreadLocalMap:
java对象的引用包括： 强引用，软引用，弱引用，虚引用。因为这里涉及到 弱引用，简单说明下：

弱引用也是用来描述非必需对象的，当JVM进行垃圾回收时，无论内存是否充足，该对象仅仅被弱引用关联，那么就会被回收。当仅仅只有ThreadLocalMap中的Entry的key指向ThreadLocal的时候，ThreadLocal会进行回收的！ThreadLocal被垃圾回收后，在ThreadLocalMap里对应的Entry的键值会变成null，但是Entry是强引用，那么Entry里面存储的Object，并没有办法进行回收，所以ThreadLocalMap 做了一些额外的回收工作。

虽然做了但是也会存在内存泄漏风险（我没有遇到过，网上很多类似场景，所以会提到后面的ThreadLocal最佳实践！）

ThreadLocal的最佳实践！

很多时候，我们都是用在线程池的场景，程序不停止，线程基本不会销毁！
由于线程的生命周期很长，如果我们往ThreadLocal里面set了很大很大的Object对象，虽然set、get等等方法在特定的条件会调用进行额外的清理，但是ThreadLocal被垃圾回收后，在ThreadLocalMap里对应的Entry的键值会变成null，但是后续在也没有操作set、get等方法了。

所以最佳实践，应该在我们不使用的时候，主动调用remove方法进行清理。

这里把ThreadLocal定义为static还有一个好处就是，由于ThreadLocal有强引用在，那么在ThreadLocalMap里对应的Entry的键会永远存在，那么执行remove的时候就可以正确进行定位到并且删除！

思考

如果面试的时候，可以把上面的内容都可以讲到，个人觉得就非常好了，回答的就挺完美了。但是如果你可以进行下面的回答，那么就更完美了。

对于ThreadLocal，我在看Netty源码的时候，还了解过FastThreadLocal，xxxxx一些列内容，那就是一个升级了。

在我本地进行测试，FastThreadLocal的吞吐量是jdkThreadLocal的3倍左右。