【并发专题】threadLocal 连环炮

共以下 1 个回答

• 秊 永久会员 2023年7月7日 下午5:34

  1、介绍一下 threadLocal，简单说一下他的使用场景？

  ThreadLocal 用于提供线程的局部变量，在多线程环境可以保证各个线程里的变量独立于其它线程，是一个以 ThreadLocal 对象为键，任意对象为值的存储结构。底层是通过一个 ThreadLocalMap 来存储和管理的。

  它可以用于多线程处理多任务的场景，每个线程使用 ThreadLocal 单独保存自己的任务上下文，然后执行计算。

  2、ThreadLocal 的 key 是哪种引用类型？为啥这么设计？

  弱引用。这样设计是为了防止某些情况下 ThreadLocal 可能会导致的内存泄漏。

  3、ThreadLocal 是怎么防止内存泄漏？

  简单来说是「弱引用」加「手动调用 remove( ) 」方法。

  因为 ThreadLocalMap 主要有一个 Entry 数组，每一个 Entry 是继承了 ThreadLocal 类型的弱引用，并将其作为 key。value 是 Entry 中的一个 Object 成员变量。那么我们在创建 ThreadLocal 变量时，每一个 ThreadLocal 对象就有两个引用，一个是堆栈对它的强引用，一个是 ThreadLocalMap 中的 Entry 对它的弱引用。

  现在假设 Entry 是对 ThreadLocal 的强引用而不是弱引用，在将 ThreadLocal 置空后，堆栈上的 ThreadLocal 强引用就会消失，但 Entry 对它的强引用还在，无法被回收，并且 Entry 的 value 值也是个强引用，也无法被回收，这就导致了内存泄漏。

  将 Entry 继承自 ThreadLocal 的弱引用可以解决 ThreadLocal 的回收问题，但还是无法解决 value 的回收问题。ThreadLocal 在设计时就考虑到了这个问题，并且有一些防护措施：在调用 ThreadLocal 的 get( )，set( ) 和 remove( ) 的时候都会清除当前线程 ThreadLocalMap 中所有 key 为 null 的 value。所以在使用 ThreadLocal 的时候，每次用完都最好调用一下 remove( ) 方法，来防止内存泄漏。

  4、demo

  value 内存泄漏示例：

  public class Test {
  
      // 对象被回收时触发
      @Override
      protected void finalize() throws Throwable {
          System.err.println("对象被回收...");
      }
  
      public static void main(String[] args) {
          ThreadLocal local = new ThreadLocal();
          // 设置 key 为当前线程，value 为 Test 对象的键值对
          local.set(new Test());
          // 将 local 置空
          local = null;   
          // 手动触发 GC
          System.gc();
          // GC 是异步执行的，主线程 sleep 一会，等待对象回收
          // 如果 Test 被回收，会打印出回收语句
          ThreadUtil.sleep(1000);
      }
  
  
  }
  

  控制台无输出，value 内存泄漏

  正常示例演示：

  public class ThreadLocalExample {
      private static ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal<>();
  
      public static void main(String[] args) {
          // 创建并启动两个线程
          Thread thread1 = new Thread(new Worker());
          Thread thread2 = new Thread(new Worker());
          thread1.start();
          thread2.start();
      }
  
      static class Worker implements Runnable {
          @Override
          public void run() {
              // 生成一个随机数，并存储到ThreadLocal变量中
              threadLocal.set(new Random().nextInt(100));
  
              // 在同一个线程中获取并设置ThreadLocal变量的值
              System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread().getName() +
                      ", Random Number: " + threadLocal.get());
              threadLocal.set(new Random().nextInt(100));
  
              // 等待一段时间，模拟一些其他操作
              try {
                  Thread.sleep(1000);
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
  
              // 再次在同一个线程中获取并打印ThreadLocal变量的值
              System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread().getName() +
                      ", Random Number: " + threadLocal.get());
  
              // 清除ThreadLocal变量，以防止内存泄漏
              threadLocal.remove();
          }
      }
  }
  
  

  控制台输出：

  Thread: Thread-1, Random Number: 94
  Thread: Thread-0, Random Number: 33

  // 等待了 1s

  Thread: Thread-1, Random Number: 41
  Thread: Thread-0, Random Number: 60

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