java ThreadLocal源码分析

1.要搞清楚的问题?

1.ThreadLocal数据导致怎么存储的?
2.源码是如何实现的?
3.ThreadLocal为什么会内存泄漏?

2.请看一个实例?

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        final ThreadLocal<String> mainThreadLocal = new ThreadLocal<String>();
        mainThreadLocal.set("aa");
        new Thread() {
            public void run() {
                System.err.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + mainThreadLocal.get());
            };
        }.start();
        System.err.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + mainThreadLocal.get());
    }

//打印结果
main: aa
Thread-0: null

3.debug源码分析

    1. ThreadLocal的构造方法
    public ThreadLocal() {
    }

对不起,啥都没干,汗~~

    1. ThreadLocal的set方法

我们先了解一个知识: ThreadLocalMap为ThreadLocal的一个内部类,用来存储数据,先简单理解为一个map结构。 Thread类里面有一个成员变量ThreadLocalMap。他它们3个相互勾结成这样:

    public class ThreadLocal{
        //暂时理解为Map结构
        static class ThreadLocalMap {
        }
    }
    public class Thread {
        ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
    }

注意: threadLocals变量在某个线程内只有全局的一份,他Map的key存储的是当前ThreadLocal类对象的this(上面实例的mainThreadLocal) , value 存储的是 上面实例的字符串aa

再回头来看ThreadLocal 的 set方法

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            // this 就是当前ThreadLocal类对象
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

先取得了main线程实例,然后取得main线程的变量ThreadLocalMap , 第一次肯定为空,走createMap方法去创建map,之后就成单例直接set 到这个map里面。这样就让线程独立拥有了一份map数据,各个线程互不干扰,达到线程间数据安全目的。

    1. ThreadLocal的get方法
    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();
    }
  ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

获取当前线程的ThreadLocalMap变量,如果不为空就直接从ThreadLocalMap里面取出值。如果为空的话就走setInitialValue方法。

    private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }

先调用initialValue方法返回的value固定为null, 然后构造当前线程的ThreadLocalMap ,put初始值null

4.ThreadLocalMap内存泄漏分析

我们先看下ThreadLocalMap的大致结构

 static class ThreadLocalMap {
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            Object value;
            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
}

ThreadLocal数据结构雷同Map, 但是它的Entry的key 是引用。那么这个key当内存不足时是可能被回收的,导致Entry里的key为null,但是Entry中的value就不能被程序引用了,如果当前线程一直运行的话,这些value就会一直存在一条强引用链:Thread引用 ThreadLocalMap 引用 Entry 引用value , 就会导致内存泄漏。

温馨提示:每次使用完ThreadLocal,都必须调用它的remove()方法,清除数据。

5.文章结尾抛出一个问题

我们的服务调用链采集,在开始调用时会生成一个全局traceId ,进入服务的方法我们可以将它设置到ThreadLocal,方法结束后我们可以从ThreadLocal里面去取,然后采用切面实现(不侵入业务代码),但是这样会有问题。
如果方法里面开了子线程,子线程调用了另外服务,这时就要获取traceId进入透传,但是我们通过ThreadLocal是获取不到的。
那么我们如何在子线程里面也能获取父线程的ThreadLocalMap呢? 请看下篇文章~
https://www.jianshu.com/p/a83a726891f0

如果是在线程池里面的线程该如何获取呢?

请看这篇文章: https://www.jianshu.com/p/efbadb89c514

《老子》:人之所畏,不可不畏

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