threadlocal的实现说明

目录

1.说明

2.弱引用的说明

3.最佳实践

4.方法说明

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1.说明

在每个Thread中包含一个threadlocalmap对象，ThreadLocalMap是TheadLocal的静态内部类

threadLocalMap内部是一个entry数组
每个entry的key是TheadLoca实例，key是一个弱引用
每个entry的value是设置的内容，是强引用

如果在方法中new 一个threadlocal实例时，内存占用如下:

+------------------+     +-------------------+     +-----------------------+
|  方法栈帧         |     |  堆内存           |     |  线程的 ThreadLocalMap |
|                  |     |                   |     |                       |
| threadLocal 引用 ──────> ThreadLocal实例    |     | +-------------------+ |
+------------------+     +-------------------+     | | Entry:            | || | Key:  弱引用ThreadLocal || | Value:强引用"value"  | || +-------------------+ |+-----------------------+

当方法结束后，方法栈帧弹出，这时ThreadLocal对象的引用消失，ThreadLocalMap中的Key(ThreadLocal对象)是弱引用(WeakReference)。

当外部对ThreadLocal的强引用消失后，GC回收时发现无强引用指定，

仅有 Entry 的弱引用指向
→ 立即回收 Key 对象，并将 Entry 的 Key 置为 null（弱引用自动被清除）。
虽然 Key 被回收，但 Entry 中的 value 仍是强引用，此时会形成：
Entry { key=null, value="SomeValue" } // Value 无法被访问，存在内存泄漏风险

2.弱引用的说明

弱引用特性：当 JVM 进行垃圾回收时，如果 Key 仅被弱引用指向（没有强引用），无论内存是否充足，都会回收该 Key 对象。 

为什么设计为弱引用？

主要目的：防止开发者忘记调用 remove() 时，ThreadLocal 对象本身无法被回收。

    如果 Key 是强引用：即使开发者不再使用 ThreadLocal，由于线程的 ThreadLocalMap 持有强引用，ThreadLocal 对象和 Value 会永远无法回收。

    弱引用设计是一种兜底机制，至少能回收 Key，但需配合 remove() 彻底清理。

3.最佳实践

①使用static + final 定义threadlocal实例

// 推荐：static + final 修饰
private static final ThreadLocal CONTEXT_HOLDER = new ThreadLocal<>();

static 确保全局唯一实例，避免重复创建，不是对象属性，而是类的属性，一直持有引用，除非类被卸载，final 防止意外修改引用

②使用完成后执行remove处理

try {
CONTEXT_HOLDER.set(value);
} finally {
CONTEXT_HOLDER.remove(); // 必须清理
}

remove处理会清楚key和value，确保可以被回收

4.方法说明

get方法：

    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();}

1. 获取当前线程
2. 根据线程获取线程的threadlocalmap变量
3. 如果为空，代表首次赋值，会创建一个threadlocalmap实例，key设置为threadlocal实例，并将值保存为null
4. 如果不为空，则根据threadlocal实例获取对应的内容

set方法：

    public void set(T value) {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);}

1. 获取当前线程
2. 获取线程的threadlocalmap变量
3. 如果不为空，key设置为threadlocal实例，并将值保存为参数中传递的内容
4. 如果为空，会创建一个threadlocalmap实例，key设置为threadlocal实例，并将值保存为参数中传递的内容

remove方法：

    public void remove() {ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());if (m != null)m.remove(this);}

 会清除key及value，并且无效Entry被清理