正确理解Thread Local的原理与适用场景

这里并不需要考虑 ThreadLocalMap 的线程安全问题。因为每个线程有且只有一个 ThreadLocalMap 对象，并且只有该线程自己可以访问它，其它线程不会访问该 ThreadLocalMap，也即该对象不会在多个线程中共享，也就不存在线程安全的问题。

4. 设置实例

除了通过initialValue()方法设置实例的初始值，还可通过 set 方法设置线程内实例的值，如下所示。

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

该方法先获取该线程的 ThreadLocalMap 对象，然后直接将 ThreadLocal 对象(即代码中的 this)与目标实例的映射添加进 ThreadLocalMap 中。当然，如果映射已经存在，就直接覆盖。另外，如果获取到的 ThreadLocalMap 为 null，则先创建该 ThreadLocalMap 对象。

5. 防止内存泄漏

对于已经不再被使用且已被回收的 ThreadLocal 对象，它在每个线程内对应的实例由于被线程的 ThreadLocalMap 的 Entry 强引用，无法被回收，可能会造成内存泄漏。

针对该问题，ThreadLocalMap 的 set 方法中，通过 replaceStaleEntry 方法将所有键为 null 的 Entry 的值设置为 null，从而使得该值可被回收。另外，会在 rehash 方法中通过 expungeStaleEntry 方法将键和值为 null 的 Entry 设置为 null 从而使得该 Entry 可被回收。通过这种方式，ThreadLocal 可防止内存泄漏。

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) { 
  Entry[] tab = table; 
  int len = tab.length; 
  int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); 
  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; 
    } 
  } 
  tab[i] = new Entry(key, value); 
  int sz = ++size; 
  if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) 
    rehash(); 
} 

五、适用场景

如上文所述，ThreadLocal 适用于如下两种场景

• 每个线程需要有自己单独的实例
• 实例需要在多个方法中共享，但不希望被多线程共享

对于第一点，每个线程拥有自己实例，实现它的方式很多。例如可以在线程内部构建一个单独的实例。ThreadLoca 可以以非常方便的形式满足该需求。

对于第二点，可以在满足第一点(每个线程有自己的实例)的条件下，通过方法间引用传递的形式实现。ThreadLocal 使得代码耦合度更低，且实现更优雅。

六、案例

对于 Java Web 应用而言，Session 保存了很多信息。很多时候需要通过 Session 获取信息，有些时候又需要修改 Session 的信息。一方面，需要保证每个线程有自己单独的 Session 实例。另一方面，由于很多地方都需要操作 Session，存在多方法共享 Session 的需求。如果不使用 ThreadLocal，可以在每个线程内构建一个 Session实例，并将该实例在多个方法间传递，如下所示。

public class SessionHandler { 
  @Data 
  public static class Session { 
    private String id; 
    private String user; 
    private String status; 
  } 
  public Session createSession() { 
    return new Session(); 
  } 
  public String getUser(Session session) { 
    return session.getUser(); 
  } 
  public String getStatus(Session session) { 
    return session.getStatus(); 
  } 
  public void setStatus(Session session, String status) { 
    session.setStatus(status); 
  } 
  public static void main(String[] args) { 
    new Thread(() -> { 
      SessionHandler handler = new SessionHandler(); 
      Session session = handler.createSession(); 
      handler.getStatus(session); 
      handler.getUser(session); 
      handler.setStatus(session, "close"); 
      handler.getStatus(session); 
    }).start(); 
  } 
} 

该方法是可以实现需求的。但是每个需要使用 Session 的地方，都需要显式传递 Session 对象，方法间耦合度较高。

（编辑：核心网）

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