你真的了解ThreadLocal吗?
发布于 2021-10-12 10:48
在Java中如何解决线程安全问题？1.使用synchronized或者是Lock2.使用ThreadLocal
如果是使用互斥锁即synchronized或Lock，锁的实现方案是通过线程排队，上个线程结束后且释放锁下个线程才能进入，从而解决线程安全的问题；但是这样做效率肯定会有所下降，以时间换空间的方法在大部分项目中都不可取。
当我们使用ThreadLocal时特别要注意内存溢出（Out Of Memory，简称 OOM）
什么是内存溢出？
是指无用的对象一直占据着内存且没有被释放，并且一直得不到释放，这种无用对象占据内存空间的现象就称为内存溢出。
代码演示部分
package com.enu;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** @author:zjy* @description:* @create:2021-05-26 23:16**/public class test {//创建一个初始化数组大小 10mstatic class MyTask{private byte[] bytes = new byte[10 * 1024 * 1024];}//自定义一个ThreadLocalprivate static ThreadLocal<MyTask> threadLocal = new ThreadLocal<>();//创建主测试方法public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//创建线程池ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =new ThreadPoolExecutor(5,5,5,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<>(100));//循环创建10次for (int i = 0; i < 10; i++) {executeTask(threadPoolExecutor);Thread.sleep(1000);}}private static void executeTask(ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor) {threadPoolExecutor.execute(() -> {MyTask myTask = new MyTask();System.out.println("创建对象");//将对象设置进ThreadLocalthreadLocal.set(myTask);});}}
这部分代码最终的打印结果：
如果我们在idea中设置堆的内存大小（建议根据电脑内存大小决定，尽量设置小一些），然后再执行上部分的代码，那么程序会报错（内存溢出）。
原因及分析
当我们使用set方法时：
1. 获取到当前的线程
2. 根据当前线程获取到变量
3. 如果变量不为null则把该变量以k v 的形式存储到map中去
这样我们不难看出每个线程执行时会通过ThreadLocal把变量存储到一个叫ThreadLocalMap的集合中去。
贴示出ThreadLocalMap的源码：
static class ThreadLocalMap{// 实际存储数据的数组private Entry[] table;// 存储变量的set方法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();}}}
从上述源码我们可以看出：ThreadMap 中有一个 Entry[] 数组用来存储所有的数据，而 Entry 是一个包含 key 和 value 的键值对，其中 key 为 ThreadLocal 本身，而 value 则是要存储在 ThreadLocal 中的值。
因为线程池的生命周期很长，所以线程池存储的数据（value）则会一直存在，从而造成了内存处于紧张或溢出的场景。
可以通过如下办法避免这样的场景出现，代码如下：
package com.enu;import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** @author:zjy* @description:* @create:2021-05-26 23:16**/public class test {//创建一个初始化数组大小 10mstatic class MyTask{private byte[] bytes = new byte[10 * 1024 * 1024];}//自定义一个ThreadLocalprivate static ThreadLocal<MyTask> threadLocal = new ThreadLocal<>();//创建主测试方法public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//创建线程池ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =new ThreadPoolExecutor(5,5,5,TimeUnit.SECONDS,new LinkedBlockingQueue<>(100));//循环创建10次for (int i = 0; i < 10; i++) {executeTask(threadPoolExecutor);Thread.sleep(1000);}}private static void executeTask(ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor) {threadPoolExecutor.execute(() -> {MyTask myTask = new MyTask();System.out.println("创建一个对象");try {//将对象设置进ThreadLocalthreadLocal.set(myTask);//其他业务代码}finally {//移除掉该线程在内存中所产生的数据threadLocal.remove();}});}}
通过ThreadLocal中的remove()方法来解决该问题，这么牛皮的方法，我们先通过源码来解析一波再说。
public void remove() {ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());if (m != null)m.remove(this);}
通过该代码段可以看出最后会在Thread中移除ThreadLocalMap，也就是说会把该集合中所存储的数据都丢弃掉从而释放内存空间，就不会在使用ThreadLocal的时候造成OOM。
本章完！下次再见
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