ThreadLocal常用来做线程隔离,下面将对ThreadLocal的实现原理、设计理念、内部实现细节(Map、弱引用)、还有ThreadLocal存在的内存泄露问题进行讲解。
每个Thread
里面维护了一个ThreadLocal.ThreadLocalMap
变量,底层存储结构为Entry[]
,ThreadLocal实例作为Map的key,set/get的值为Map的value,其中,key的引用为弱引用。当执行ThreadLocal.set时,实际是将ThreadLocal对象和值通过key-value的形式放进了Thread
中的ThreadLocal.ThreadLocalMap
中,完成了线程隔离存储,保证了线程安全。当线程持有多个ThreadLocal的操作时,会在Map中通过key进行寻找。
应为如果将Map放在ThreadLocal中进行维护,即使使用ConcurrentHashMap减少并发竞争,但在形式上还是存在线程间的竞争,而放在各个线程中独立维护,就十分满足线程隔离的设计理念。
HashMap
采用的是数组加链表的结构进行存储,当出现hash冲突时,进行链表追加。而ThreadLocal.ThreadLocalMap
采用的是开放定址法,即寻找下一个没有存储数据的位置。
拓展: 解决hash冲突的方式1. 开放定址法 2. 再hash 3. 链地址法 4. 公共溢出区。ThreadLocal.ThreadLocalMap
的size大于数据1/2时,会扩容2倍。当ThreadLocal没有引用时,ThreadLocal.ThreadLocalMap依旧存在于Thread中,而ThreadLocal对应的Entry永远不会被使用到,所以采用了弱引用,当ThreadLocal没有引用时,自动key就被GC回收。
我们存储的对象除了ThreadLocalMap的Value就没有其他的引用了,value一但是对象的弱引用,GC的时候被回收,对象就无法访问了,这显然不是我们想要的。
结合3来说,key被GC自动收回了,但是value还是留再Map中,而value将永远不会被访问到,造成内存泄露。
如何解决:
replaceStaleEntry
方法回收键为 null 的 Entry 对象的值(即为具体实例)以及 Entry 对象本身从而防止内存泄漏
get方法会间接调用expungeStaleEntry
方法将键和值为 null 的 Entry 设置为 null 从而使得该 Entry 可被回收