ThreadLocal|ThreadLocal 个人见解 ThreadLocal个人见解

线程本地变量保存,与并发实际上并没关系
即:在线程中保存一个局部变量,在该线程执行过程,获取时一定能获取到上次设置的值(前提不进行remove或者设置为null)

get过程

//获取保存的变量 public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { //查找保存的变量 ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") T result = (T)e.value; return result; } } //线程中还没创建保存变量的Map或者没有找到,则直接初始化默认变量值并创建Map return setInitialValue(); }//获取value private Entry getEntry(ThreadLocal key) { //通过Hash获取指定的下标 int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1); Entry e = table[i]; if (e != null && e.get() == key) return e; else //没找到(hash冲突了) return getEntryAfterMiss(key, i, e); }//通过开放定址法进行查找(存在hash时,查找该下标后一位的值进行判断) private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal key, int i, Entry e) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; while (e != null) { ThreadLocal k = e.get(); if (k == key) return e; if (k == null) //发现有Entry不为空,key为空的节点,可能key已经被垃圾回收了,值还没被回收,因此需要清除 expungeStaleEntry(i); else //当前下标的下一位 i = nextIndex(i, len); e = tab[i]; } return null; }//清除staleSlot及其节点后key=null的Entry,同时返回最近一个Entry为空的节点的下标 private int expungeStaleEntry(int staleSlot) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; //先把当前给清了 tab[staleSlot].value = https://www.it610.com/article/null; tab[staleSlot] = null; size--; Entry e; int i; //依次向后查找,如果发现key还有为空的,依旧清除 for (i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) { ThreadLocal k = e.get(); if (k == null) { e.value = https://www.it610.com/article/null; tab[i] = null; size--; } else { int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1); //按正常来说,k在该位置但通过hash判断不是在该位置,说明k元素也是存在hash冲突被移过来的 //将其归为到原来应该待的地方(因为这个位置可能已经腾出来了),如果已经存在冲突,则依次向后查找一个空位置放进去 if (h != i) { tab[i] = null; while (tab[h] != null) h = nextIndex(h, len); tab[h] = e; } } } return i; }

set过程

private void set(ThreadLocal key, Object value) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); //先进行hash冲突判断 for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { ThreadLocal k = e.get(); if (k == key) { e.value = https://www.it610.com/article/value; return; } //该位置虽然被人占坑,但是key已经过期,可以替换为新的key和value if (k == null) { replaceStaleEntry(key, value, i); return; } } //没有hash冲突或一直存在hash冲突(即上述过程没有成功) tab[i] = new Entry(key, value); int sz = ++size; //新增或删除时,会重新清理过期的数据 //该处表示没有清除掉过期的数据(所有数据都有用),则会进行扩容 if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz>= threshold) rehash(); }//替换元素操作,同时尽可能的清理掉已经"过期"的数据 private void replaceStaleEntry(ThreadLocal key, Object value, int staleSlot) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; Entry e; //应该放在staleSlot位置,但是先向前操作一波,看看是否还有key=null的Entry节点 int slotToExpunge = staleSlot; for (int i = prevIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = prevIndex(i, len)) { if (e.get() == null) { slotToExpunge = i; } }// 向后查找,虽然要放在staleSlot位置,但是前面也仅仅判断该位置为null(这个位置可能是其他元素先占的,只是后面被清除了而已) //因此需要向后查找,看看是否已经真的存在当前key的元素 for (int i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) { ThreadLocal k = e.get(); //发现后面确实存在 if (k == key) { e.value = https://www.it610.com/article/value; //调换位置注意tab[staleSlot]是个key为null的不为空的Entry tab[i] = tab[staleSlot]; tab[staleSlot] = e; //此处表示在staleSlot节点前并没发现key=null的Entry节点存在,且staleSlot~i之间也没有发现key=null的Entry节点 if (slotToExpunge == staleSlot) { //目前也只是遍历(0-slotToExpunge[都不为空]) //甚至staleSlot-i之间都可能存在key=null的Entry存在, //同样i-len之间依旧可能存在key=null的Entry存在 slotToExpunge = i; } //expungeStaleEntry清除从i到len之间key=null的Entry节点的数据 cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len); return; } //当前节点为空,且(0-slotToExpunge)全部有值,记录第一次出现key=null的Entry节点的位置,方便清除 if (k == null && slotToExpunge == staleSlot) slotToExpunge = i; } //自始至终没找到后面与之相同key tab[staleSlot].value = null; tab[staleSlot] = new Entry(key, value); //但是在遍历的过程中找到了key=null的Entry节点,清除操作 if (slotToExpunge != staleSlot) cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len); }//尝试遍历从i-n之间的Entry节点,发现"过期"的entry则删除 private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) { boolean removed = false; Entry[] tab = table; int len = tab.length; do { i = nextIndex(i, len); Entry e = tab[i]; //发现有过期的元素,则直接从len/2处向后遍历 if (e != null && e.get() == null) { n = len; removed = true; i = expungeStaleEntry(i); } //此处个人感觉减少无用的遍历 } while ( (n >>>= 1) != 0); return removed; }

remove过程

private void remove(ThreadLocal key) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { if (e.get() == key) { e.clear(); //清除自身的同时也会将i之后的某些key=null的Entry清除了 expungeStaleEntry(i); return; } } }

expungeStaleEntry与cleanSomeSlots总结

expungeStaleEntry 遍历从指定下标x到最近一个Entry(下标为y) 即 (x-y)之间所有Entry是否存在key=null的元素,如果存在则清除,注意 y的下标不是人为可控的(只要发现有Entry为空则暂停后续的清除操作)
cleanSomeSlots 清除(x-n)节点所有key=null的Entry节点的值,n的位置是可控的

内存溢出问题(个人总结)

【ThreadLocal|ThreadLocal 个人见解】由于ThreadLocalMap中Entry的key是弱引用,而key=ThreadLocal,在一般情况下我们定义一个ThreadLocal都是staitc final的(官方也这么建议),因此key=null的可能性几乎为零,弱引用本身的作用无法提现出来,key和value都是强引用 (还请大佬能指明一下)
内存溢出主要是在线程池中,我们一般使用Tomcat最为web容器,而Tomcat接收请求后交给线程池来处理我们的业务请求,因此线程无法被销毁,线程变量永远不会清空会造成内存泄露,尤其是项目中大规模使用ThreadLocal或者存储过多数据时
尽管set get 操作会在一定情况下清除key=null value不为空的数据,但是由于我们经常是用final,很少存在key=null的情况
因此强制建议在使用完线程变量后调用remove()方法进行清除