作者：魯毅

juejin.im/post/5e0d8765f265da5d332cde44

1.ThreadLocal的使用場(chǎng)景

1.1 場(chǎng)景1

每個(gè)線程需要一個(gè)獨(dú)享對(duì)象(通常是工具類，典型需要使用的類有SimpleDateFormat和Random)

每個(gè)Thread內(nèi)有自己的實(shí)例副本，不共享

比喻：教材只有一本，一起做筆記有線程安全問(wèn)題。復(fù)印后沒(méi)有問(wèn)題，使用ThradLocal相當(dāng)于復(fù)印了教材。

1.2 場(chǎng)景2

每個(gè)線程內(nèi)需要保存全局變量(例如在攔截器中獲取用戶信息)，可以讓不同方法直接使用，避免參數(shù)傳遞的麻煩

2.對(duì)以上場(chǎng)景的實(shí)踐

2.1 實(shí)踐場(chǎng)景1

運(yùn)行結(jié)果

因?yàn)橹袊?guó)位于東八區(qū)，所以時(shí)間從1970年1月1日的8點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算的

運(yùn)行結(jié)果

多個(gè)線程打印自己的時(shí)間(如果線程超級(jí)多就會(huì)產(chǎn)生性能問(wèn)題)，所以要使用線程池。

運(yùn)行結(jié)果

但是使用線程池時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)線程都有一個(gè)自己的SimpleDateFormat對(duì)象，沒(méi)有必要，所以將SimpleDateFormat聲明為靜態(tài)，保證只有一個(gè)

運(yùn)行結(jié)果

出現(xiàn)了秒數(shù)相同的打印結(jié)果，這顯然是不正確的。

出現(xiàn)問(wèn)題的原因

多個(gè)線程的task指向了同一個(gè)SimpleDateFormat對(duì)象，SimpleDateFormat是非線程安全的。

解決問(wèn)題的方案

方案1：加鎖

格式化代碼是在最后一句return dateFormat.format(date);,所以可以為最后一句代碼添加synchronized鎖

運(yùn)行結(jié)果

運(yùn)行結(jié)果中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相同的時(shí)間，達(dá)到了線程安全的目的

缺點(diǎn)：因?yàn)樘砑恿藄ynchronized，所以會(huì)保證同一時(shí)間只有一條線程可以執(zhí)行，這在高并發(fā)場(chǎng)景下肯定不是一個(gè)好的選擇，所以看看其他方案吧。

方案2：使用ThreadLocal

運(yùn)行結(jié)果

使用了ThreadLocal后不同的線程不會(huì)有共享的 SimpleDateFormat 對(duì)象，所以也就不會(huì)有線程安全問(wèn)題

2.2 實(shí)踐場(chǎng)景2

當(dāng)前用戶信息需要被線程內(nèi)的所有方法共享

方案1：傳遞參數(shù)

可以將user作為參數(shù)在每個(gè)方法中進(jìn)行傳遞，

缺點(diǎn)：但是這樣做會(huì)產(chǎn)生代碼冗余問(wèn)題，并且可維護(hù)性差。

方案2：使用Map

對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)的方案是使用一個(gè)Map，在第一個(gè)方法中存儲(chǔ)信息，后續(xù)需要使用直接get()即可，

缺點(diǎn)：如果在單線程環(huán)境下可以保證安全，但是在多線程環(huán)境下是不可以的。如果使用加鎖和ConcurrentHashMap都會(huì)產(chǎn)生性能問(wèn)題。

方案3：使用ThreadLocal，實(shí)現(xiàn)不同方法間的資源共享

使用 ThreadLocal 可以避免加鎖產(chǎn)生的性能問(wèn)題，也可以避免層層傳遞參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求，就可以實(shí)現(xiàn)不同線程中存儲(chǔ)不同信息的要求。

運(yùn)行結(jié)果

3.對(duì)ThreadLocal的總結(jié)

• 讓某個(gè)需要用到的對(duì)象實(shí)現(xiàn)線程之間的隔離(每個(gè)線程都有自己獨(dú)立的對(duì)象)
• 可以在任何方法中輕松的獲取到該對(duì)象
• 根據(jù)共享對(duì)象生成的時(shí)機(jī)選擇使用initialValue方法還是set方法
• 對(duì)象初始化的時(shí)機(jī)由我們控制的時(shí)候使用initialValue 方式
• 如果對(duì)象生成的時(shí)機(jī)不由我們控制的時(shí)候使用 set 方式

4.使用ThreadLocal的好處

• 達(dá)到線程安全的目的
• 不需要加鎖，執(zhí)行效率高
• 更加節(jié)省內(nèi)存，節(jié)省開(kāi)銷
• 免去傳參的繁瑣，降低代碼耦合度

5.ThreadLocal原理

• Thread
• ThreadLocal
• ThreadLocalMap

在Thread類內(nèi)部有有ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;這個(gè)變量，它用于存儲(chǔ)ThreadLocal，因?yàn)樵谕粋€(gè)線程當(dāng)中可以有多個(gè)ThreadLocal，并且多次調(diào)用get()所以需要在內(nèi)部維護(hù)一個(gè)ThreadLocalMap用來(lái)存儲(chǔ)多個(gè)ThreadLocal

5.1 ThreadLocal相關(guān)方法

T initialValue()

該方法用于設(shè)置初始值，并且在調(diào)用get()方法時(shí)才會(huì)被觸發(fā)，所以是懶加載。

但是如果在get()之前進(jìn)行了set()操作，這樣就不會(huì)調(diào)用initialValue()。

通常每個(gè)線程只能調(diào)用一次本方法，但是調(diào)用了remove()后就能再次調(diào)用

void set(T t)

為這個(gè)線程設(shè)置一個(gè)新值

T get()

獲取線程對(duì)應(yīng)的value

void remove()

刪除對(duì)應(yīng)這個(gè)線程的值

6.ThreadLocal注意點(diǎn)

6.1 內(nèi)存泄漏

內(nèi)存泄露；某個(gè)對(duì)象不會(huì)再被使用，但是該對(duì)象的內(nèi)存卻無(wú)法被收回

強(qiáng)引用：當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)觸發(fā)GC，寧愿拋出OOM也不會(huì)回收強(qiáng)引用的內(nèi)存

弱引用：觸發(fā)GC后便會(huì)回收弱引用的內(nèi)存

正常情況

當(dāng)Thread運(yùn)行結(jié)束后，ThreadLocal中的value會(huì)被回收，因?yàn)闆](méi)有任何強(qiáng)引用了

非正常情況

當(dāng)Thread一直在運(yùn)行始終不結(jié)束，強(qiáng)引用就不會(huì)被回收，存在以下調(diào)用鏈 Thread-->ThreadLocalMap-->Entry(key為null)-->value因?yàn)檎{(diào)用鏈中的 value 和 Thread 存在強(qiáng)引用，所以value無(wú)法被回收，就有可能出現(xiàn)OOM。

JDK的設(shè)計(jì)已經(jīng)考慮到了這個(gè)問(wèn)題，所以在set()、remove()、resize()方法中會(huì)掃描到key為null的Entry，并且把對(duì)應(yīng)的value設(shè)置為null，這樣value對(duì)象就可以被回收。

但是只有在調(diào)用set()、remove()、resize()這些方法時(shí)才會(huì)進(jìn)行這些操作，如果沒(méi)有調(diào)用這些方法并且線程不停止，那么調(diào)用鏈就會(huì)一直存在，所以可能會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄漏。

6.2 如何避免內(nèi)存泄漏(阿里規(guī)約)

調(diào)用remove()方法，就會(huì)刪除對(duì)應(yīng)的Entry對(duì)象，可以避免內(nèi)存泄漏，所以使用完ThreadLocal后，要調(diào)用remove()方法。

6.3 ThreadLocal的空指針異常問(wèn)題

6.4 空指針異常問(wèn)題的解決

如果get方法返回值為基本類型，則會(huì)報(bào)空指針異常，如果是包裝類型就不會(huì)出錯(cuò)。這是因?yàn)榛绢愋秃桶b類型存在裝箱和拆箱的關(guān)系，造成空指針問(wèn)題的原因在于使用者。

6.5 共享對(duì)象問(wèn)題

如果在每個(gè)線程中ThreadLocal.set()進(jìn)去的東西本來(lái)就是多個(gè)線程共享的同一對(duì)象，比如static對(duì)象，那么多個(gè)線程調(diào)用ThreadLocal.get()獲取的內(nèi)容還是同一個(gè)對(duì)象，還是會(huì)發(fā)生線程安全問(wèn)題。

6.6 可以不使用ThreadLocal就不要強(qiáng)行使用

如果在任務(wù)數(shù)很少的時(shí)候，在局部方法中創(chuàng)建對(duì)象就可以解決問(wèn)題，這樣就不需要使用ThreadLocal。

6.7 優(yōu)先使用框架的支持，而不是自己創(chuàng)造

例如在Spring框架中，如果可以使用RequestContextHolder，那么就不需要自己維護(hù)ThreadLocal，因?yàn)樽约嚎赡軙?huì)忘記調(diào)用remove()方法等，造成內(nèi)存泄漏。

本文僅為自己學(xué)習(xí)時(shí)記下的筆記，參考自慕課：

https://coding.imooc.com/class/409.html

超強(qiáng)干貨來(lái)襲 云風(fēng)專訪：近40年碼齡，通宵達(dá)旦的技術(shù)人生

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的c++ thread 内存泄漏_使用 ThreadLocal如何避免内存泄露？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。