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前言一、ThreadLocal案例案例一：使用线程池打印日期信息案例二：全局变量两种场景总结 二、ThreadLocal原理1.结构2.方法2.1 initialValue()初始化2.2 get()2.3 set()2.4 remove() 3.ThreadLocalMap==4.内存泄漏== 总结

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前言

本文主要介绍ThreadLocal，包括它的底层结构、源码以及注意事项（内存泄漏问题）

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一、ThreadLocal案例

案例一：使用线程池打印日期信息

public class ThreadLocalNormalUsage03 { SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"); //利用SimpleDateFormat对象，返回日期信息 public String date(int seconds) { //参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时 Date date = new Date(1000 * seconds); return dateFormat.format(date); } public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; threadPool.submit(new Runnable() { @Override public void run() { String date = new ThreadLocalNormalUsage03().date(10 + finalI); //打印日期信息（每个线程打印的都不一样） System.out.println(date); } }); } threadPool.shutdown(); } }

最后的结果可以发现，会出现相同的值，这说明发生了线程安全问题。因为所有线程公用了一个SimpleDateFormat对象，当发生安全问题时，导致拿到的值相同 这时候可以考虑加锁：

synchronized (ThreadLocalNormalUsage04.class) { s = dateFormat.format(date); }

然而加锁的效率太低。

这时候就可以考虑使用ThreadLocal，利用ThreadLocal，给每个线程分配自己的dateFormat对象，既保证线程安全，又高效利用内存

public class ThreadLocalNormalUsage05 { public String date(int seconds) { //参数的单位是毫秒，从1970.1.1 00:00:00 GMT计时 Date date = new Date(1000 * seconds); //通过threadLocal的get方法获取到SimpleDateFormat对象 SimpleDateFormat dateFormat = ThreadSafeFormatter.dateFormatThreadLocal.get(); return dateFormat.format(date); } public static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i = 0; i < 1000; i++) { int finalI = i; threadPool.submit(new Runnable() { @Override public void run() { String date = new ThreadLocalNormalUsage05().date(10 + finalI); System.out.println(date); } }); } threadPool.shutdown(); } } class ThreadSafeFormatter { public static ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatThreadLocal = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() { @Override //初始化方法一，重写initialValue protected SimpleDateFormat initialValue() { return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"); } }; //方法二：利用lambda表达式 public static ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatThreadLocal2 = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss")); }

案例二：全局变量

public class ThreadLocalNormalUsage06 { public static void main(String[] args) { new Service().process(); } } class Service { public void process() { User user = new User("张三"); UserContextHolder.holder.set(user); new Service2().process(); } } class Service2 { public void process() { User user = UserContextHolder.holder.get(); System.out.println("Service2拿到用户：" + user.name); new Service3().process(); } } class Service3 { public void process() { User user = UserContextHolder.holder.get(); System.out.println("Service3拿到用户：" + user.name); UserContextHolder.holder.remove(); //确保不会出现内存泄漏 } } class User { String name; public User(String name) { this.name = name; } } class UserContextHolder { public static ThreadLocal<User> holder = new ThreadLocal<>(); }

通过ThreadLocal保存全局变量，可以避免传参的麻烦

两种场景总结

二、ThreadLocal原理

1.结构

每个线程存在一个ThreadLocalMap，每个Map里面包含多个ThreadLocal，而每个ThreadLocal都是以K-V形式存储的

2.方法

2.1 initialValue()初始化

该方法会返回当前线程对应的"初始值"，这是一个延迟加载的方法，只有在调用get的时候，才会触发。

当线程第一次使用get方法访问变量时，将调用此方法，除非线程先调用了set方法，在这种情况下，不会为线程调用本initialValue方法。

通常每个线程最多调用一次此方法，但如果已经调用了remove()后，在调用get()，则可以再次调用此方法。（remove之后，map变为null）

如果不重写本方法，这个方法会返回null。一般使用匿名内部类的方法来重写initialValue()方法，以便在后续使用中可以初始化副本对象。

//初始化方法一，重写initialValue public static ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatThreadLocal = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() { @Override protected SimpleDateFormat initialValue() { return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"); } };

2.2 get()

拿到当前线程对象获取map如果存在，就去获取entry，即K-V拿到entry后如果不为null，就可以拿到value

2.3 set()

public static ThreadLocal<User> holder = new ThreadLocal<>(); holder.set(user); 拿到map向map里面存K-V

2.4 remove()

删除掉当前的entry

3.ThreadLocalMap

threadLocalMap类似于是一个HashMap它在发生冲突的时候采用的是线性探测法，就是如果发生冲突，就继续找下一个空位置，而不是用链表拉链

4.内存泄漏

当某个对象不再有用，但是占用的内存却不能被回收。

ThreadLocal就存在内存泄漏的问题 在上面的ThreadLocalMap里面，最重要的就是Entry对象，它包含key-value，可以看到整个Entry对象继承WeakReference是弱引用（当某个对象只被弱引用关联，它就可以被回收），然而，value=v属于强引用

正常情况下，当线程停止，它里面的value就会被垃圾回收，那么就不存在强引用了但是当线程不终止，那么key就不能被回收，就存在 Thread——>ThreadLocalMap——>Entry(key为null)——>Value

JDK已经考虑到了这样的问题，在set，remove，rehash这些方法中会扫描key为null的Entry，并把value设置为null，这样就可以被回收 但是，若这些方法都没有被调用，线程又不停止，那么就会出现内存泄漏 在使用完ThreadLocal之后（业务逻辑中不需要再使用），主动调用remove()方法，避免内存泄漏。

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总结

复习重点：initialize()、get()、内存泄漏