对ThreadLocal的一些理解

Posted 2022-06-01 kyoner

ThreadLocal也是在面试过程中经常被问到的，本文主要从以下三个方面来谈对ThreadLocal的一些理解：

• ThreadLocal用在什么地方
• ThreadLocal一些细节
• ThreadLocal的最佳实践

ThreadLocal用在什么地方？

讨论ThreadLocal用在什么地方前，我们先明确下，如果仅仅就只有一个线程，那么都不用谈ThreadLocal，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
• 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

保存线程上下文信息，在任意需要的地方可以获取

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。

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。

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。

hreadLocal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++) 
                    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，如果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。

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被垃圾收集器回收后，在ThreadLocalMap里对应的Entry的键会变成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！！！

最佳实践做法应该为：

抽象为：

try 
    // 其它业务逻辑
 finally 
    threadLocal对象.remove();

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列一些内容。那就是一个升级了。实际上，FastThreadLocal的吞吐量比ThreadLocal高很多。