ThreadLocal 剖析

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1. ThreadLocal是什麼？ThreadLocal有什麼好處？
2. ThreadLocal會產生記憶體洩漏嗎？
3. 當儲存Value的時候發生衝突怎麼辦？
4. 為什麼在ThreadLocalMap中弱引用Entry呢？

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• 官方描述: 該類提供了執行緒區域性 (thread-local) 變數。這些變數不同於它們的普通對應物，因為訪問某個變數（通過其 get 或 set 方法）的每個執行緒都有自己的區域性變數，它獨立於變數的初始化副本。ThreadLocal 例項通常是類中的 private static 欄位，它們希望將狀態與某一個執行緒（例如，使用者 ID 或事務 ID）相關聯。

• 自己的理解 ThreadLocal執行緒本地變數。為每個執行緒建立一個變數副本。 TODO

內部結構

• ThreadLocal由ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>組成，key為ThreadLocal；
• 本質上：ThreadLocalMap包含了一個Entry陣列；

關鍵方法

1. ThreadLocal#set()

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        //重要：根據執行緒獲取Map
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

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根據當前執行緒獲取Map,如果Map為空，則createMap().

• ThreadLocal#getMap()做了那些事情呢？

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;//返回一個**執行緒繫結**的ThreadLocalMap
    }
複製程式碼

• ThreadLocal#createMap()做了那些事情呢？

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
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可以看出，其實Thread本身就內建了一個ThreadLocalMap。

那麼接下來的重點就是看ThreadLocalMap如何初始化了。

1.1 建立ThreadLocalMap過程(初始化過程)

    ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            //初始化一個長度=16的物件陣列。Entry extends WeakReference
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            //確定Hash值
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            //設值
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
    }
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1.2 建構函式，建立Entry並設值

(重要！所以用截圖)

擴充：

1. 為什麼在ThreadLocalMap中弱引用Entry呢？
2. 但是隻有Key是弱引用的，當發生下一次GC時，

1.3 如何設值呢？

麻煩點：如果Hash衝突了怎麼辦呢？

        private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

            for (Entry e = tab[i];
                 e != null;
                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                ThreadLocal<?> k = e.get();
                //
                if (k == key) {
                    e.value = value;
                    return;
                }

                if (k == null) {
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }

            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }
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解決方法： ThreadLocalMap解決Hash衝突的方式就是簡單的步長加1或減1，尋找下一個相鄰的位置。

2. ThreadLocal#get()

    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();
    }
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應用場景

資料庫連線、Session管理

參考

1. ThreadLocal-面試必問深度解析
2. 【Java併發程式設計】深入分析ThreadLocal(八)