正确理解Thread Local的原理与适用场景

上述方案中，出现锁的问题，原因在于多线程访问同一个 Map。如果该 Map 由 Thread 维护，从而使得每个 Thread 只访问自己的 Map，那就不存在多线程写的问题，也就不需要锁。该方案如下图所示。

该方案虽然没有锁的问题，但是由于每个线程访问某 ThreadLocal 变量后，都会在自己的 Map 内维护该 ThreadLocal 变量与具体实例的映射，如果不删除这些引用(映射)，则这些 ThreadLocal 不能被回收，可能会造成内存泄漏。后文会介绍 JDK 如何解决该问题。

四、ThreadLocal 在 JDK 8 中的实现

1. ThreadLocalMap与内存泄漏

该方案中，Map 由 ThreadLocal 类的静态内部类 ThreadLocalMap 提供。该类的实例维护某个 ThreadLocal 与具体实例的映射。与 HashMap 不同的是，ThreadLocalMap 的每个 Entry 都是一个对 键 的弱引用，这一点从super(k)可看出。另外，每个 Entry 都包含了一个对 值 的强引用。

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { 
  /** The value associated with this ThreadLocal. */ 
  Object value; 
  Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { 
    super(k); 
    vvalue = v; 
  } 
} 

使用弱引用的原因在于，当没有强引用指向 ThreadLocal 变量时，它可被回收，从而避免上文所述 ThreadLocal 不能被回收而造成的内存泄漏的问题。

但是，这里又可能出现另外一种内存泄漏的问题。ThreadLocalMap 维护 ThreadLocal 变量与具体实例的映射，当 ThreadLocal 变量被回收后，该映射的键变为 null，该 Entry 无法被移除。从而使得实例被该 Entry 引用而无法被回收造成内存泄漏。

注：Entry虽然是弱引用，但它是 ThreadLocal 类型的弱引用(也即上文所述它是对 键 的弱引用)，而非具体实例的的弱引用，所以无法避免具体实例相关的内存泄漏。

2. 读取实例

读取实例方法如下所示

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(); 
} 

读取实例时，线程首先通过getMap(t)方法获取自身的 ThreadLocalMap。从如下该方法的定义可见，该 ThreadLocalMap 的实例是 Thread 类的一个字段，即由 Thread 维护 ThreadLocal 对象与具体实例的映射，这一点与上文分析一致。

ThreadLocalMap getMap(Thread t) { 
  return t.threadLocals; 
} 

获取到 ThreadLocalMap 后，通过map.getEntry(this)方法获取该 ThreadLocal 在当前线程的 ThreadLocalMap 中对应的 Entry。该方法中的 this 即当前访问的 ThreadLocal 对象。

如果获取到的 Entry 不为 null，从 Entry 中取出值即为所需访问的本线程对应的实例。如果获取到的 Entry 为 null，则通过setInitialValue()方法设置该 ThreadLocal 变量在该线程中对应的具体实例的初始值。

3. 设置初始值

设置初始值方法如下

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; 
} 

该方法为 private 方法，无法被重载。

首先，通过initialValue()方法获取初始值。该方法为 public 方法，且默认返回 null。所以典型用法中常常重载该方法。上例中即在内部匿名类中将其重载。

（编辑：淮安站长网）

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