對ThreadLocal的一些理解

murphy_gb發表於2019-08-01
thread

ThreadLocal也是在面試過程中經常被問到的，本文主要從以下三個方面來談對ThreadLocal的一些理解：

  • ThreadLocal用在什麼地方
  • ThreadLocal一些細節
  • ThreadLocal的最佳實踐

ThreadLocal用在什麼地方？

討論ThreadLocal用在什麼地方前，我們先明確下，如果僅僅就只有一個執行緒，那麼都不用談ThreadLocal，ThreadLocal是用在多執行緒的場景的

ThreadLocal歸納下來就2類用途：

  • 儲存執行緒上下文資訊，在任意需要的地方可以獲取
  • 執行緒安全的，避免某些情況需要考慮執行緒安全必須同步帶來的效能損失

儲存執行緒上下文資訊，在任意需要的地方可以獲取

由於ThreadLocal的特性，同一執行緒在某地方進行設定，在隨後的任意地方都可以獲取到。從而可以用來儲存執行緒上下文資訊。

常用的比如每個請求怎麼把一串後續關聯起來，就可以用ThreadLocal進行set，在後續的任意需要記錄日誌的方法裡面進行get獲取到請求id，從而把整個請求串起來。

還有比如Spring的事務管理，用ThreadLocal儲存Connection，從而各個DAO可以獲取同一Connection，可以進行事務回滾，提交等操作。

hreadLocal的這種用處，很多時候是用在一些優秀的框架裡面的，一般我們很少接觸，反而下面的場景我們接觸的更多一些！

執行緒安全的，避免某些情況需要考慮執行緒安全必須同步帶來的效能損失

ThreadLocal為解決多執行緒程式的併發問題提供了一種新的思路。但是ThreadLocal也有侷限性，我們來看看阿里規範：

對ThreadLocal的一些理解

每個執行緒往ThreadLocal中讀寫資料是執行緒隔離，互相之間不會影響的，所以ThreadLocal無法解決共享物件的

更新問題！

由於不需要共享資訊，自然就不存在競爭問題了，從而保證了某些情況下執行緒的安全，以及避免了某些情況需要考慮執行緒安全必須同步帶來的效能損失

這類場景阿里規範裡面也提到了：

對ThreadLocal的一些理解

ThreadLocal一些細節

ThreaLocal使用示例程式碼：

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++) {
                    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();
    }
}

程式碼執行結果：

對ThreadLocal的一些理解

從執行的結果我們可以看到threadLocal1進行set值對threadLocal2並沒有任何影響！

Thread、ThreadLocalMap、ThreadLocal總覽圖：

對ThreadLocal的一些理解

對ThreadLocal的一些理解

Thread類有屬性變數threadLocals （型別是ThreadLocal.ThreadLocalMap），也就是說每個執行緒有一個自己的ThreadLocalMap ，所以每個執行緒往這個ThreadLocal中讀寫隔離的，並且是互相不會影響的。

一個ThreadLocal只能儲存一個Object物件，如果需要儲存多個Object物件那麼就需要多個ThreadLocal

如圖：

對ThreadLocal的一些理解

看到上面的幾個圖，大概思路應該都清晰了，我們Entry的key指向ThreadLocal用虛線表示弱引用 ，下面我們來看看ThreadLocalMap:

對ThreadLocal的一些理解

java物件的引用包括 ：強引用，軟引用，弱引用，虛引用 。

因為這裡涉及到弱引用，簡單說明下：

弱引用是用來描述非必需物件的，當JVM進行垃圾回收時，無論記憶體是否充足，如果該物件僅僅被弱引用關聯，那麼就會被回收。

當僅僅只有ThreadLocalMap中的Entry的key指向ThreadLocal的時候，ThreadLocal會進行回收的

ThreadLocal被垃圾回收後，在ThreadLocalMap裡對應的Entry的鍵值會變成null，但是Entry是強引用，那麼Entry裡面儲存的Object，並沒有辦法進行回收，所以ThreadLocalMap 做了一些額外的回收工作。

對ThreadLocal的一些理解

ThreadLocal的最佳實踐！

很多時候，我們都是用線上程池的場景，程式不停止，執行緒基本不會銷燬

由於執行緒的生命週期很長，如果我們往ThreadLocal裡面set了很大很大的Object物件，雖然set、get等等方法在特定的條件會呼叫進行額外的清理，但是ThreadLocal被垃圾收集器回收後，在ThreadLocalMap裡對應的Entry的鍵會變成null，但是後續在也沒有操作set、get等方法了。

所以最佳實踐，應該在我們不使用的時候，主動呼叫remove方法進行清理。

對ThreadLocal的一些理解

這裡把ThreadLocal定義為static還有一個好處就是，由於ThreadLocal有強引用在，那麼在ThreadLocalMap裡對應的Entry的鍵會永遠存在，那麼執行remove的時候就可以正確進行定位到並且刪除！！！

最佳實踐做法應該為：

對ThreadLocal的一些理解

抽象為：

try {
    // 其它業務邏輯
} finally {
    threadLocal物件.remove();
}

思考

如果面試的時候，可以把上面的內容都可以講到，個人覺得就非常好了，回答的就挺完美了。但是如果你可以進行下面的回答，那麼就更完美了。

對於ThreadLocal，我在看Netty原始碼的時候，還了解過FastThreadLocal，xxxxx列一些內容。那就是一個升級了。實際上，FastThreadLocal的吞吐量比ThreadLocal高很多。

相關文章