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并发编程模式之ThreadLocal源码和图文解读

开发者 https://www.devze.com 2024-08-13 10:39 出处:网络 作者: it_lihongmin
目录一、ThreadLocal结构和存取数据1、ThreadLocal#get2、ThreadLocal#set二、梳理存在的问题和解决ThreadLocal#remove总结从一道面试题开始吧,ThreadLocal使用需要注意什么,或者有什么问题?
目录
  • 一、ThreadLocal结构和存取数据
    • 1、ThreadLocal#get
    • 2、ThreadLocal#set
  • 二、梳理存在的问题和解决
    • ThreadLocal#remove
  • 总结

    从一道面试题开始吧,ThreadLocal使用需要注意什么,或者有什么问题?

    • 答:如果是在线程池中使用,会存在 1、内存泄漏 2、脏数据 的问题
    • 解决:try finally中调用 remove方法

    慢慢从ThreadLocal的设计和源码开始分析,

    一、ThreadLocal结构和存取数据

    并发编程模式之ThreadLocal源码和图文解读

    当创建了一个ThreadLocal对象时,可以将存放的Object对象、或者回调函数(延迟加载)放入setInitialValue中;当当前线程去获取时,则会在当前线程Thread的属性threadLocals中获取,而该属性的类型则为TheadLocal的静态内部类ThreadLocalM编程客栈ap,但是引用还是指向了Thread;而该threadLocals的ThreadLocalMap内部维护了一个其内部类ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry数组,而Entry由key和value组成,key即为当前的 new 的ThreadLocal对象本身,value为我们当前存储的Object对象,并且key为WeakReference(弱引用)类型。

    所以,ThreadLocal本身只定义了一些内部类,而并不真实拥有任何数据,可以理解为全是空壳子;当获取数据时若当前线程的ThreadLocal对象(内存地址)不存在,则才会在该对象的setInitialValue中copy一份值到Thread的属性threadLocals中,key为当前对象引用,value为存储的Object值;当创建了多个ThreadLocal对象时,当每当前线程都调用过ThreadLocal进行getset时,则会在当前线程的threadLocals中存储多个值,

    如下图:

    并发编程模式之ThreadLocal源码和图文解读

    1、ThreadLocal#get

    public T get() {
        Thread var1 = Thread.currentThread();
        ThreadLocal.ThreadLocalMap var2 = this.getMap(var1);
        if (var2 != null) {
            ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry var3 = var2.getEntry(this);
            if (var3 != null) {
                Object var4 = var3.value;
                return var4;
            }
        }
     
        return this.setInitialValue();
    }

    获取当前的线程,并且使用当前线程去获取ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的对象,先看看getMap方法,

    ThreadLocal.ThreadLocalMap getMap(Thread var1) {
        return var1.threadLocals;
    }

    什么都没有做,只是将传入的当前对象的threadLocals属性返回,只是该引用还是指向了Thread本身。

    继续,

    1、如果threadLocals对象本身不为null,则通过this,即当前ThreadLocal对象的引用为key,获取对应Entry的值返回。

    2、如果threadLocals对象本身为null,说明当前线程中没有存放过任何ThreadLocal对象的引入的值。

    则需要调setInitialValue方法,如下:

    private T setInitialValue() {
        Object var1 = this.initialValue();
       python Thread var2 = Thread.currentThread();
        ThreadLocal.ThreadLocalMap var3 = this.getMap(var2);
        if (var3 != null) {
            var3.set(this, var1);
        } else {
            this.createMap(var2, var1);
        }
     
        return var1;
    }

    调用当前ThreadLocal对象的initialValue方法,如果我们没有重写,则当前默认返回null,否则调用我们重写的方法,可以理解为懒加载。

    每个线程第一次都会调用该方法获取的返回值,那么如果没次调用都是返回同一个对象则Thread中存储的就是同一个对象,需要我们自己注意(如果同一对象线程A改变之sqeFn后线程B也改变了),并且也存在线程安全的问题。

    还是获取当前Map是否为null,则调用createMap方法。

    如下:

    void createMap(Thread var1, T var2) {
        var1.threadLocals = new ThreadLocal.ThreadLocalMap(this, var2);
    }

    2、ThreadLocal#set

    理解完get的过程,set的就比较容易了,主要是引用本身比较绕。

    public void set(T var1) {
        Thread var2 = Thread.currentThread();
        ThreadLocal.ThreadLocalMap var3 = this.getMap(var2);
        if (var3 != null) {
            var3.set(this, var1);
        } else {
            this.createMap(var2, var1);
        }
     
    }

    获取到Thread的属性threadLocals,如果是null则new一个,否则就往Map中放一个Entry对象。

    二、梳理存在的问题和解决

    当在线程池中使用的时候,其实大部分情况下我们都会在线程池中使用,比如Tomcat线程池。则key为弱引用,在Root gc不可达的情况下,则会被JVM进行回收。但是正是因为如此value值将永远的游离,Root gc永远指向不到该value值,则不能进行gc。当频繁的调用,则这样的对象越来越多,发生内存泄漏。如果该对象的内存还比较大,则会照成后续分配内存时新生代不足,则可能照成溢出的情况(溢出的个人理解)。

    并且,当循环使用线程的话,比如存放的是用户信息,如果上一个用户请求离开时未清除数据,下一个用户进来直接获取的话会拿到上一个用户的数据,如果是存储的积分等,则完全就是脏数据

    一并解决上面的两个问题方法比较简单,每次在sqeFn调用代码时增加 try finally中调用 ThreadLocal对象的remove方法,如下:

    ThreadLocal#remove

    public void remove() {
        ThreadLocal.ThreadLocalMap var1 = this.getMap(Thread.currentThread());
        if (var1 != null) {
            var1.remove(this);
        }
    }

    首先还是获取当前的线程去获取 Thread的属性threadLocals调用其(ThreadLocalMap的)remove方法,如下:

    private void remove(ThreadLocal<?> var1) {
        ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry[] var2 = this.table;
        int var3 = var2.length;
        int var4 = var1.threadLocalHashCode & var3 - 1;
     
        for(ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry var5 = var2[var4]; var5 != null; 
                var5 = var2[var4 = nextIndex(var4, var3)]) {
            if (var5.get() == var1) {
                var5.clear();
                this.expungeStaleEntry(var4);
                return;
            }
        }
    }

    根据当前的ThreadLocal引用,去Map中循环匹配,当匹配到之后,调用Entry的remove方法,其实是调用Refrenceclear方法。最后调用expungeStaleEntry方法将其对应的Entry从数组中消除。

    再看看Referenceclear编程法:

    public void clear() {
        this.referent = null;
    }

    将该值直接置位null,则后续JVM会对该对象进行gc。

    总结

    以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持编程客栈(www.devze.com)。

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