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谈谈你对 Threadlocal 理解?

ThreadLocal 提供了线程本地变量,它可以保证访问到的变量属于当前线程,每个线程都保存有一个变量副本,每个线程的变量都不同。ThreadLocal 相当于提供了一种线程隔离,将变量与线程相绑定。 Threadlocal 适用于在多线程的情况下,可以实现传递数据,实现线程隔离。 ThreadLocal 提供给我们每个线程缓存局部变量。

Threadlocal 基本 API

  1. New Threadlocal();---创建 Threadlocal
  2. set 设置当前线程绑定的局部变量
  3. get 获取当前线程绑定的局部变量
  4. remove() 移除当前线程绑定的变量

哪些地方有使用 Threadlocal

  1. Spring 事务模板类
  2. 获取 HttpRequest
  3. Aop 调用链 LCN 分布式事务、分布式服务追踪框架源码

Threadlocal与Synchronized

Threadlocal与Synchronized都可以实现多线程访问,保证线程安全问题。 A. Synchronized采用当多个线程竞争到同一个资源的时候,最终只能有一个线程访问,采用时间换空间的方式,保证线程安全问题 B. Threadlocal在每个线程中都有自己独立的局部变量,空间换时间,互相之间都是隔离。相比来说Threadlocal效率比Synchronized更高。

Threadlocal 底层实现原理

  1. 在每个线程中都有自己独立的 ThreadLocalMap 对象,中 Entry 对象。
  2. 如果当前线程对应的的 ThreadLocalMap 对象为空的情况下,则创建该 ThreadLocalMap对象,并且赋值键值对。 Key 为 当前 new ThreadLocal 对象,value 就是为 object 变量值。 image-20211101152903627
	// Threadlocal的set方法
    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }
    // 线程都有独立的ThreadLocalMap对象
    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();
    }
    // ThreadLocalMap生命周期就是线程的周期

为什么线程缓存的是 ThreadlocalMap 对象

ThreadLocalMap 可以存放 n 多个不同的 ThreadLocal 对象; 每个 ThreadLocal 对象只能缓存一个变量值; ThreadLocalMap threadLocalMap ThreadLocal.get(); threadLocalMap.get(ThreadLocal)-----缓存变量值

谈谈强、软、弱、虚引用 区别

强引用: 当内存不足时,JVM 开始进行 GC(垃圾回收),对于强引用对象,就算是出现了OOM 也不会对该对象进行回收,死都不会收。 软引用:当系统内存充足的时候,不会被回收;当系统内存不足时,它会被回收,软引用通常用在对内存敏感的程序中,比如高速缓存就用到软引用,内存够用时就保留,不够时就回收。 弱引用:弱引用需要用到 java.lang.ref.WeakReference 类来实现,它比软引用的生存周期更短。对于只有弱引用的对象来说,只要有垃圾回收,不管 JVM 的内存空间够不够用,都会回收该对象占用的内存空间。 虚引用:虚引用需要 java.lang.ref.Phantomreference 类来实现。顾名思义,虚引用就是形同虚设。与其它几种引用不同,虚引用并不会决定对象的生命周期。

Threadlocal 为何引发内存泄漏问题

补充概念: 什么是内存泄漏问题:表示就是我们程序员申请了内存,但是该内存一直无法释放; 内存泄漏溢出问题:申请内存时,发现申请内存不足,就会报错 内存溢出的问题;

因为每个线程中都有自己独立的 ThreadLocalMap 对象,key 为 ThreadLocal,value 是为变量值。Key 为 ThreadLocal 作为 Entry 对象的 key,threadlocal里面的Entry extends WeakReference(弱引用,所以说key为弱引用,当 ThreadLocal 指向 null 的时候,Entry 对象中的 key 变为 null,GC 如果没有清理垃圾时,则该对象会一直无法被垃圾收集机制回收,一直占用到了系统内存,有可能会发生内存泄漏的问题。

如何防御 Threadlocal 内存泄漏问题

  1. 可以自己调用 remove 方法将不要的数据移除避免内存泄漏的问题;
  2. 每次在做 set 方法的时候会清除之前 key 为 null;

    for (Entry e = tab[i];
     e != null;
     e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
    ThreadLocal<?> k = e.get();
    
    if (k == key) {
        e.value = value;
        return;
    }
    
    if (k == null) {
        replaceStaleEntry(key, value, i);
        return;
    }
    }
    
    1. Threadlocal 为弱引用;

    Threadlocal 采用弱引用而不是强引用

    1. 如果 key 是为强引用: 当我们现在将 ThreadLocal 的引用指向为 null,但是每个线程中有自己独立 ThreadLocalMap 还一直在继续持有该对象,所以我们ThreadLocal 对象不会被回收,就会发生 ThreadLocal 内存泄漏的问题。
    2. 如果 key 是为弱引用:当我们现在将 ThreadLocal 的引用指向为 null,Entry 中的 key 指向为 null,但是下次调用 set 方法的时候,会根据判断如果 key 空的情况下,直接删除,避免了 Entry 发生内存泄漏的问题。
    3. 不管是用强引用还是弱引用都是会发生内存泄漏的问题。弱引用中不会发生 ThreadLocal 内存泄漏的问题。
    4. 但是最终根本的原因 Threadlocal 内存泄漏的问题,产生于 ThreadLocalMap 与我们当前线程的生命周期一样,如果没有手动的删除的情况下,就有可能会发生内存泄漏的问题。