[Java-juc] ThreadLocal

ThreadLocal 是什么？

ThreadLocal 是一种用于实现线程局部变量的工具类。它允许每个线程都拥有自己的独立副本，从而实现线程隔离。

ThreadLocal 有哪些优点？

• 避免了共享变量引起的线程安全问题;
• 变量不需要同步处理，因此能够避免资源竞争。

你在工作中用到过 ThreadLocal 吗？

• 用过，用来存储用户信息。在拦截器中就存入 用户信息进入 ThreadLocal。

ThreadLocal 怎么实现的呢？

ThreadLocal 的实现原理是，每个线程维护一个 Map，key 为 ThreadLocal 对象，value 为想要实现线程隔离的对象。

• 通过 ThreadLocal 的 set 方法将对象存入 Map 中。
• 通过 ThreadLocal 的 get 方法从 Map 中获取对象。
• Map 的大小由 ThreadLocal 对象的多少决定。

什么是弱引用，什么是强引用？

注意

ThreadLocal 底层 ThreadLocalMap 中的 Key 是弱引用（WeakReference），而 Value 是强引用。

两者最大的区别在于，垃圾回收器（GC）是否会回收该对象。

• 强引用：只要强引用存在，垃圾回收器就不会回收该对象。即使内存不足，GC 也不会回收强引用对象。
  • 比如：Object obj = new Object(); 这里的 obj 就是一个强引用。
• 弱引用：当一个对象只有弱引用时，在下一次垃圾回收发生时，无论内存是否充足，该对象都会被回收。
  • 比如：WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object()); 这里的 weakRef 就是一个弱引用。

ThreadLocal 内存泄露是怎么回事？

由于 ThreadLocal 底层 ThreadLocalMap 的 Key 是 弱引用，但 Value 是强引用。

• 如果一个线程一直在运行，并且 value 一直指向某个强引用对象，那么这个对象就不会被回收，从而导致内存泄漏。

那怎么解决内存泄漏问题呢？

• 用完 ThreadLocal 后，及时调用 remove() 方法释放内存空间。

你每次操作都会remove吗？

• 不会，我的使用原则是：
• 在方法级别使用时，使用，try-finally，在 finally 块中调用 remove() 方法。
• 请求级别使用时，通过拦截器或Filter统一清理。
• 如果存储的对象较大，我会使用完立即 remove()

那为什么 key 要设计成弱引用？

弱引用好处在于，当内存不足时，垃圾回收器会自动回收弱引用的对象。

• 当 key 被回收，ThreadLocalMap 在进行 set、get 的时候就会对 key 为 null 的 Entry 进行清理。

你了解哪些 ThreadLocal 的改进方案？

ThreadLocalMap 的源码看过吗？

看过

• ThreadLocalMap 并没有 实现Map接口，是一个线性探测哈希表。
  ::: tips 提示
• 线性探测哈希表：当发生哈希冲突时，继续向后探测，直到找到一个空位。
  :::

ThreadLocalMap 怎么解决 Hash 冲突的？

使用了开放定址法中的线程探测，解决哈希冲突。

为什么要用线性探测法而不是HashMap 的拉链法来解决哈希冲突？

因为ThreadLocalMap一般不会有太多key，线性探测更节省空间。

开放地址法了解吗？

是一种解决哈希冲突的方法，当发生哈希冲突时，继续向后探测，直到找到一个空位。

ThreadLocalMap 扩容机制了解吗？

ThreadLocalMap 采用先清理后扩容的策略，扩容时，数组长度翻倍，重新计算索引，发生哈希冲突时，采用线性探测法解决。

• ThreadLocalMap 达到阈值时不会立即扩容，会清理掉被垃圾回收的 Key ，然后在达到容量四方之三时扩容。

父线程能用 ThreadLocal 给子线程传值吗？

不能，父线程和子线程的 ThreadLocalMap 是独立的，父线程设置的值在子线程中不可见。

• 可以使用 InheritableThreadLocal 来实现父线程给子线程传值的功能。

InheritableThreadLocal的原理了解吗？

在Thread中，定义了两个ThreadLocalMap

• 在new Thread()时，会调用init()方法，检查父线程是否有InheritableThreadLocal，如果有，则拷贝父线程的InheritableThreadLocal到子线程中。