ThreadLoacl
应用场景
- 线程单例：每个线程需要独享单个对象，通常是工具类，比如
SimpleDateFormat和Random - 线程独享参数提纯：每个线程内需要保存全局变量，让不同方法直接使用，避免传参的麻烦
作用与好处：让需要使用到的对象在线程之间隔离，无需加锁达到线程安全的目的；且在方法中轻松获取，避免传参的麻烦，达到解耦的目的；从而提高了程序的执行效率；在某种意义上节省了内存开销，比如线程不安全的工具类
线程单例
public class Main {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
Set<String> set = new HashSet<>();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
int finalI = i;
executorService.execute(() -> {
set.add(formatData(finalI * 1000));
});
}
executorService.shutdown(); //任务执行完后关闭线程池
if (executorService.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.MINUTES)) {
System.out.println(set.size()); //线程池任务都执行结束后查看set中的元素个数
}
}
public static String formatData(long timestamp) {
Date date = new Date(timestamp);
//return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(date);
//工具类对象只需要一个，每次new对象导致浪费内存和GC
//return simpleDateFormat.format(date);
//公用一个工具类对象，但是由于该工具类是线程不安全的，所以会有重复的值
//synchronized (Main.class) {
//return simpleDateFormat.format(date);
//使用同步方式可解决共用一个工具类对象的线程不安全问题，但是同步机制需要线程排队效率较低
//}
return simpleDateFormatThreadLocal.get().format(date);
//使用ThreadLocal工具类，既保证线程安全又保证效率
}
static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
static ThreadLocal<SimpleDateFormat> simpleDateFormatThreadLocal = new ThreadLocal<>() { //使用withInitial()静态方法即使用lambda表达式
@Override
protected SimpleDateFormat initialValue() { //设置初始值
return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
}
};
}
线程独享参数提纯
public class Main {
public static void main(String[] args) {
//new Service1().process("张三"); //层层参数传递，耦合度高
new Service1().processThreadLocal("张三");
}
}
class UserNameContextHolder {
public static ThreadLocal<String> holder = new ThreadLocal<>(); //由于不知道何时进行初始化值，所以需要使用set()方法设置
//若使用map集合，会有线程安全问题
//若使用线程安全的map集合，会有性能影响
}
class Service1 {
public void process(String userName) {
System.out.println("Service1设置用户名：" + userName);
new Service2().process(userName);
}
public void processThreadLocal(String userName) {
UserNameContextHolder.holder.set(userName);
System.out.println("Service1设置用户名：" + userName);
new Service2().processThreadLocal(); //进入下一个业务
}
}
class Service2 {
public void process(String userName) {
System.out.println("Service2拿到用户名：" + userName);
new Service3().processThreadLocal(); //进入下一个业务
}
public void processThreadLocal() {
String userName = UserNameContextHolder.holder.get();
System.out.println("Service2拿到用户名：" + userName);
new Service3().processThreadLocal(); //进入下一个业务
}
}
class Service3 {
public void process(String userName) {
System.out.println("Service2拿到用户名：" + userName);
new Service3().processThreadLocal(); //进入下一个业务
}
public void processThreadLocal() {
String userName = UserNameContextHolder.holder.get();
System.out.println("Service2拿到用户名：" + userName);
}
}
ThreadLoacl原理
在每个Thread类中都有一个ThreadLocalMap的成员变量，该属性存储着该线程中若干个ThreadLocal对象
ThreadLocal
T initialVlaue()：该方法会返回当前线程对应ThreadLocal初始值- 若不重写该方法，该方法默认返回null
- 是一个懒加载的方法，只有在第一次调用的是
get()方法时才会触发该方法进行初始化 - 若该线程第一次调用了
set()方法，则该方法将不再会执行 - 若调用
remove()方法后，再调用get()方法，则也会触发该方法再次进行初始化
void set(T value)：为该线程对应的ThreadLocal设置一个新值- 先获取当前线程的
ThreadLocalMap，若获取到的是null就创建该map对象并设置值，若不是null就调用map.set(this,value)覆盖掉之前的值
- 先获取当前线程的
T get()：获取该线程对应ThreadLocal的value值，若该ThreadLocal未初始化则会调用InitialValue()方法进行初始化- 先获取当前线程的
ThreadLocalMap然后调用map.getEntry(this)方法，将ThreadLocal的引用作为参数，获取map中对应的value
- 先获取当前线程的
vodi remove()：删除该线程对应ThreadLocal的值- 先获取当前线程的
ThreadLocalMap然后调用map.remove(this)方法，将ThreadLocal的引用作为参数，删除map中对应的value
- 先获取当前线程的
ThreadLocalMap
ThreadLocalMap是ThreadLocal的静态内部类，是以ThreadLocal为键的一个map集合ThreadLocalMap解决哈希冲突的方式是线性探测法，而不是拉链法，若发生哈希冲突就向后寻找找空位置填入
ThreadLoacl注意事项
内存泄漏
ThreadLocalMap中的key继承WeakReference，是弱引用，若对象只被弱引用关联，那么该对象是可被GC回收的，所以ThreadLocalMap中的key是不会发生内存泄漏的
ThreadLocalMap中的value是直接赋值的，是强引用，当线程终止时，该线程对象会被回收该线程内的ThreadLocalMap也会被回收，弱线程无法终止（比如使用的线程池），那么key（由于key是弱引入用，所以key可能为null）对应的value就不能被回收，就可能出现内存泄漏的问题
ThreadLocal中的set()、remove()、rehash()方法中都会调用resizt()方法扫描key为null的对象，将其value也置为null，从而可被CG回收，所以使用完ThreadLocal后就应该调用remove()方法来防止内存泄漏
空指针异常
以下情况都会返回null，就有可能报空指针异常
- 若不重写
initialVlaue()方法直接调用get()方法 - 或未先调用
set()方法就调用get()方法 - 或调用
remove()方法后就调用get()方法
共享对象
若ThreadLocal中存储的本身就是一个共享对象（比如静态对象），那么还是获取该共享对象本身，若该共享对象存在并发安全问题，则取出来的对象一样存在并发问题
其他注意点
- 若可以不使用
ThreadLocal就可以解决的问题，无需强行使用，比如任务数很少的情况 - 优先使用框架的支持，而不是自己创造，比如Spring中，若可以使用
RequestContextHolder、DateTimeContextHolder等对ThreadLocal的封装，无需自己维护ThreadLocal，以避免忘记调用remove()方法，从而调用内存泄漏
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