java多线程环境下资源隔离机制ThreadLocal详解

背景

在我们实际业务开发过程中，会遇到这样的场景，需要在单个线程整个生命周期内部保存全局的数据信息，比如说：单个线程内部全局唯一数据库连接、唯一的日志记录id,线程用户信息等。
那么为什么不直接在线程内部采用局部变量呢？
这个涉及到线程内部方法调用传递参数比较麻烦，如果直接用Thread对象获取更加方便。

Thread线程对象

每个线程有自己独立的Thread对象

ThreadLocalMap 的存储

Thread对象包含了一个私有变量
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
线程内部可以通过这个threadLocals成员属性拿到ThreadLocalMap,

ThreadLocalMap存储了什么呢？

他的每一个节点是一个Entry结构

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

这是什么意思呢？
就是相当于是一个键值对，他的key就是ThreadLocal对象，并且是弱引用，强引用就是我们在实际的方法栈中引用堆上的实例数据，弱引用是当JVM进行GC会回收掉他，前提是没有其他强引用。这样做是防止当前线程结束，线程回到了线程池，导致线程对象仍然间接引用着key,没有被垃圾回收,导致内存泄漏。
value值就是我们存储的数据值。

重要

key是弱引用，但是value是强引用，如果使用线程池，不释放，就会出现value内存泄漏，所以在线程结束时需要调用threadlocal的remove方法清楚数据。

threadLocalMap是一个Entry数组结构

  private Entry[] table;

每一个节点是一个ThreadLocal对象key,和一个值。

ThreadLocal对象

ThreadLocal对象是我们在代码中创建的存储数据的结构
例如：

	ThreadLocal local = new ThreadLocal();local.set(5);local.set(6);

ThreadLocal的set方法执行过程：

1. 获取当前线程Thread对象的ThreadLocalMap实例对象
2. 如果没有，null,那么就创建一个ThreadLocalMap,并且赋值给Thread对象的threadLocals
3. 如果存在，就从ThreadLocalMap中获取到当前ThreadLocal对象为key的值，因为ThreadLocalMap是数组，就通过对ThreadLocal对象进行hash求知取到他的数组下标，如果这个下标不等于这个ThreadLocal对象，说明存在hash冲突，就通过开放寻址法，继续遍历下一个数组下标的元素，直到末尾。
4. 找到之后，就可以设置value
5. get方法也是一个逻辑

这样就达到了在多个线程中共享同一个ThreadLocal对象，互相操作对象内部的元素，但是又能实现资源的隔离

最后 吐槽一下

说实话，这种垃圾设计真的烧脑，引用链路复杂，晦涩难懂是正常人脑子能想出来的吗？简直是逆天