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ThreadLocal夺命11连问

2022-07-25 18:41:00 【InfoQ】

前言

前一段时间，有同事使用
ThreadLocal
踩坑了，正好引起了我的兴趣。

所以近期，我抽空把ThreadLocal的源码再研究了一下，越看越有意思，发现里面的东西还真不少。

我把精华浓缩了一下，汇集成了下面11个问题，看看你能顶住第几个？

null

1. 为什么要用ThreadLocal?

并发编程是一项非常重要的技术，它让我们的程序变得更加高效。

但在并发的场景中，如果有多个线程同时修改公共变量，可能会出现线程安全问题，即该变量最终结果可能出现异常。

为了解决线程安全问题，
JDK
出现了很多技术手段，比如：使用
synchronized
或
Lock
，给访问公共资源的代码上锁，保证了代码的
原子性
。

但在高并发的场景中，如果多个线程同时竞争一把锁，这时会存在大量的锁等待，可能会浪费很多时间，让系统的响应时间一下子变慢。

因此，
JDK
还提供了另外一种用空间换时间的新思路：
ThreadLocal
。

它的核心思想是：共享变量在每个
线程
都有一个
副本
，每个线程操作的都是自己的副本，对另外的线程没有影响。

例如：

@Service
public class ThreadLocalService {
 private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();

 public void add() {
 threadLocal.set(1);
 doSamething();
 Integer integer = threadLocal.get();
 }
}

2. ThreadLocal的原理是什么？

为了搞清楚ThreadLocal的底层实现原理，我们不得不扒一下源码。

ThreadLocal
的内部有一个静态的内部类叫：
ThreadLocalMap
。

public class ThreadLocal<T> {
 ...
 public T get() {
 //获取当前线程
 Thread t = Thread.currentThread();
 //获取当前线程的成员变量ThreadLocalMap对象
 ThreadLocalMap map = getMap(t);
 if (map != null) {
 //根据threadLocal对象从map中获取Entry对象
 ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
 if (e != null) {
 @SuppressWarnings(&quot;unchecked&quot;)
 //获取保存的数据
 T result = (T)e.value;
 return result;
 }
 }
 //初始化数据
 return setInitialValue();
 }
 
 private T setInitialValue() {
 //获取要初始化的数据
 T value = initialValue();
 //获取当前线程
 Thread t = Thread.currentThread();
 //获取当前线程的成员变量ThreadLocalMap对象
 ThreadLocalMap map = getMap(t);
 //如果map不为空
 if (map != null)
 //将初始值设置到map中，key是this，即threadLocal对象，value是初始值
 map.set(this, value);
 else
 //如果map为空，则需要创建新的map对象
 createMap(t, value);
 return value;
 }
 
 public void set(T value) {
 //获取当前线程
 Thread t = Thread.currentThread();
 //获取当前线程的成员变量ThreadLocalMap对象
 ThreadLocalMap map = getMap(t);
 //如果map不为空
 if (map != null)
 //将值设置到map中，key是this，即threadLocal对象，value是传入的value值
 map.set(this, value);
 else
 //如果map为空，则需要创建新的map对象
 createMap(t, value);
 }
 
 static class ThreadLocalMap {
 ...
 }
 ...
}

ThreadLocal
的
get
方法、
set
方法和
setInitialValue
方法，其实最终操作的都是
ThreadLocalMap
类中的数据。

其中
ThreadLocalMap
类的内部如下：

static class ThreadLocalMap {
 static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
 Object value;

 Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
 super(k);
 value = v;
 }
 }
 ...
 private Entry[] table;
 ...
}

ThreadLocalMap
里面包含一个静态的内部类
Entry
，该类继承于
WeakReference
类，说明
Entry
是一个弱引用。

ThreadLocalMap
内部还包含了一个
Entry
数组，其中：
Entry
 = 
ThreadLocal
 + 
value
。

而
ThreadLocalMap
被定义成了
Thread
类的成员变量。

public class Thread implements Runnable {
 ...
 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
}

下面用一张图从宏观上，认识一下ThreadLocal的整体结构：

null
从上图中看出，在每个
Thread
类中，都有一个
ThreadLocalMap
的成员变量，该变量包含了一个
Entry数组
，该数组真正保存了ThreadLocal类set的数据。

Entry
是由threadLocal和value组成，其中threadLocal对象是弱引用，在
GC
的时候，会被自动回收。而value就是ThreadLocal类set的数据。

下面用一张图总结一下引用关系：

null
上图中除了Entry的key对ThreadLocal对象是
弱引用
，其他的引用都是
强引用
。

需要特别说明的是，上图中ThreadLocal对象我画到了堆上，其实在实际的业务场景中不一定在堆上。因为如果ThreadLocal被定义成了static的，ThreadLocal的对象是类共用的，可能出现在方法区。

3. 为什么用ThreadLocal做key？

不知道你有没有思考过这样一个问题：
ThreadLocalMap
为什么要用
ThreadLocal
做key，而不是用
Thread
做key？

如果在你的应用中，一个线程中只使用了一个
ThreadLocal
对象，那么使用
Thread
做key也未尝不可。

@Service
public class ThreadLocalService {
 private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
} 

但实际情况中，你的应用，一个线程中很有可能不只使用了一个ThreadLocal对象。这时使用
Thread
做key不就出有问题？

@Service
public class ThreadLocalService {
 private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal1 = new ThreadLocal<>();
 private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal2 = new ThreadLocal<>();
 private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal3 = new ThreadLocal<>();
} 

假如使用
Thread
做key时，你的代码中定义了3个ThreadLocal对象，那么，通过Thread对象，它怎么知道要获取哪个ThreadLocal对象呢？

如下图所示：

null
因此，不能使用
Thread
做key，而应该改成用
ThreadLocal
对象做key，这样才能通过具体ThreadLocal对象的
get
方法，轻松获取到你想要的ThreadLocal对象。

如下图所示：

null

4. Entry的key为什么设计成弱引用？

前面说过，Entry的key，传入的是ThreadLocal对象，使用了
WeakReference
对象，即被设计成了弱引用。

那么，为什么要这样设计呢？

假如key对ThreadLocal对象的弱引用，改为强引用。

null
我们都知道ThreadLocal变量对ThreadLocal对象是有强引用存在的。

即使ThreadLocal变量生命周期完了，设置成null了，但由于key对ThreadLocal还是强引用。

此时，如果执行该代码的
线程
使用了
线程池
，一直长期存在，不会被销毁。

就会存在这样的
强引用链
：Thread变量 -> Thread对象 -> ThreadLocalMap -> Entry -> key -> ThreadLocal对象。

那么，ThreadLocal对象和ThreadLocalMap都将不会被
GC
回收，于是产生了
内存泄露
问题。

为了解决这个问题，JDK的开发者们把Entry的key设计成了
弱引用
。

弱引用
的对象，在GC做垃圾清理的时候，就会被自动回收了。

如果key是弱引用，当ThreadLocal变量指向null之后，在GC做垃圾清理的时候，key会被自动回收，其值也被设置成null。

如下图所示：

null
接下来，最关键的地方来了。

由于当前的ThreadLocal变量已经被指向
null
了，但如果直接调用它的
get
、
set
或
remove
方法，很显然会出现
空指针异常
。因为它的生命已经结束了，再调用它的方法也没啥意义。

此时，如果系统中还定义了另外一个ThreadLocal变量b，调用了它的
get
、
set
或
remove
，三个方法中的任何一个方法，都会自动触发清理机制，将key为null的value值清空。

如果key和value都是null，那么Entry对象会被GC回收。如果所有的Entry对象都被回收了，ThreadLocalMap也会被回收了。

这样就能最大程度的解决
内存泄露
问题。

需要特别注意的地方是：

  • key为null的条件是，ThreadLocal变量指向
    null
    ，并且key是弱引用。如果ThreadLocal变量没有断开对ThreadLocal的强引用，即ThreadLocal变量没有指向null，GC就贸然的把弱引用的key回收了，不就会影响正常用户的使用？
  • 如果当前ThreadLocal变量指向
    null
    了，并且key也为null了，但如果没有其他ThreadLocal变量触发
    get
    、
    set
    或
    remove
    方法，也会造成内存泄露。

下面看看弱引用的例子：

public static void main(String[] args) {
 WeakReference<Object> weakReference0 = new WeakReference<>(new Object());
 System.out.println(weakReference0.get());
 System.gc();
 System.out.println(weakReference0.get());
}

打印结果：

[email protected]
null

传入WeakReference构造方法的是直接new处理的对象，没有其他引用，在调用gc方法后，弱引用对象会被自动回收。

但如果出现下面这种情况：

public static void main(String[] args) {
 Object object = new Object();
 WeakReference<Object> weakReference1 = new WeakReference<>(object);
 System.out.println(weakReference1.get());
 System.gc();
 System.out.println(weakReference1.get());
}

执行结果：

[email protected]
[email protected]

先定义了一个强引用object对象，在WeakReference构造方法中将object对象的引用作为参数传入。这时，调用gc后，弱引用对象不会被自动回收。

我们的Entry对象中的key不就是第二种情况吗？在Entry构造方法中传入的是ThreadLocal对象的引用。

如果将object强引用设置为null：

public static void main(String[] args) {
 Object object = new Object();
 WeakReference<Object> weakReference1 = new WeakReference<>(object);
 System.out.println(weakReference1.get());
 System.gc();
 System.out.println(weakReference1.get());

 object=null;
 System.gc();
 System.out.println(weakReference1.get());
}

执行结果：

[email protected]
[email protected]
null

第二次gc之后，弱引用能够被正常回收。

由此可见，如果强引用和弱引用同时关联一个对象，那么这个对象是不会被GC回收。也就是说这种情况下Entry的key，一直都不会为null，除非强引用主动断开关联。

此外，你可能还会问这样一个问题：
Entry的value为什么不设计成弱引用？

答：Entry的value如果只是被Entry引用，有可能没被业务系统中的其他地方引用。如果将value改成了弱引用，被GC贸然回收了（数据突然没了），可能会导致业务系统出现异常。

而相比之下，Entry的key，管理的地方就非常明确了。

这就是Entry的key被设计成弱引用，而value没被设计成弱引用的原因。

5. ThreadLocal真的会导致内存泄露？

通过上面的Entry对象中的key设置成弱引用，并且使用
get
、
set
或
remove
方法清理key为null的value值，就能彻底解决内存泄露问题？

答案是否定的。

如下图所示：

null
假如ThreadLocalMap中存在很多key为null的Entry，但后面的程序，一直都没有调用过有效的ThreadLocal的
get
、
set
或
remove
方法。

那么，Entry的value值一直都没被清空。

所以会存在这样一条
强引用链
：Thread变量 -> Thread对象 -> ThreadLocalMap -> Entry -> value -> Object。

其结果就是：Entry和ThreadLocalMap将会长期存在下去，会导致
内存泄露
。

6. 如何解决内存泄露问题？

前面说过的ThreadLocal还是会导致内存泄露的问题，我们有没有解决办法呢？

答：有办法，调用ThreadLocal对象的
remove
方法。

不是在一开始就调用remove方法，而是在使用完ThreadLocal对象之后。列如：

先创建一个CurrentUser类，其中包含了ThreadLocal的逻辑。

public class CurrentUser {
 private static final ThreadLocal<UserInfo> THREA_LOCAL = new ThreadLocal();
 
 public static void set(UserInfo userInfo) {
 THREA_LOCAL.set(userInfo);
 }
 
 public static UserInfo get() {
 THREA_LOCAL.get();
 }
 
 public static void remove() {
 THREA_LOCAL.remove();
 }
}

然后在业务代码中调用相关方法：

public void doSamething(UserDto userDto) {
 UserInfo userInfo = convert(userDto);
 
 try{
 CurrentUser.set(userInfo);
 ...
 
 //业务代码
 UserInfo userInfo = CurrentUser.get();
 ...
 } finally {
 CurrentUser.remove();
 }
}

需要我们特别注意的地方是：一定要在
finally
代码块中，调用
remove
方法清理没用的数据。如果业务代码出现异常，也能及时清理没用的数据。

remove
方法中会把Entry中的key和value都设置成null，这样就能被GC及时回收，无需触发额外的清理机制，所以它能解决内存泄露问题。

7. ThreadLocal是如何定位数据的？

前面说过ThreadLocalMap对象底层是用Entry数组保存数据的。

那么问题来了，ThreadLocal是如何定位Entry数组数据的？

在ThreadLocal的get、set、remove方法中都有这样一行代码：

int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

通过key的hashCode值，
与
数组的长度减1。其中key就是ThreadLocal对象，
与
数组的长度减1，相当于除以数组的长度减1，然后
取模
。

这是一种hash算法。

接下来给大家举个例子：假设len=16，key.threadLocalHashCode=31，

于是： int i = 31 & 15 = 15

相当于：int i = 31 % 16 = 15

计算的结果是一样的，但是使用
与运算
效率跟高一些。

为什么与运算效率更高？

答：因为ThreadLocal的初始大小是
16
，每次都是按
2
倍扩容，数组的大小其实一直都是2的n次方。这种数据有个规律就是高位是0，低位都是1。在做与运算时，可以不用考虑高位，因为与运算的结果必定是0。只需考虑低位的与运算，所以效率更高。

如果使用hash算法定位具体位置的话，就可能会出现
hash冲突
的情况，即两个不同的hashCode取模后的值相同。

ThreadLocal是如何解决hash冲突的呢？

我们看看
getEntry
是怎么做的：

private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
 //通过hash算法获取下标值
 int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
 Entry e = table[i];
 //如果下标位置上的key正好是我们所需要寻找的key
 if (e != null && e.get() == key)
 //说明找到数据了，直接返回
 return e;
 else
 //说明出现hash冲突了，继续往后找
 return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}

再看看
getEntryAfterMiss
方法：

private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
 Entry[] tab = table;
 int len = tab.length;

 //判断Entry对象如果不为空，则一直循环
 while (e != null) {
 ThreadLocal<?> k = e.get();
 //如果当前Entry的key正好是我们所需要寻找的key
 if (k == key)
 //说明这次真的找到数据了
 return e;
 if (k == null)
 //如果key为空，则清理脏数据
 expungeStaleEntry(i);
 else
 //如果还是没找到数据，则继续往后找
 i = nextIndex(i, len);
 e = tab[i];
 }
 return null;
}

关键看看
nextIndex
方法：

private static int nextIndex(int i, int len) {
 return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
}

当通过hash算法计算出的下标小于数组大小，则将下标值加1。否则，即下标大于等于数组大小，下标变成0了。下标变成0之后，则循环一次，下标又变成1。。。

寻找的大致过程如下图所示：

null
如果找到最后一个，还是没有找到，则再从头开始找。

null
不知道你有没有发现，它构成了一个：
环形
。

ThreadLocal从数组中找数据的过程大致是这样的：

  • 通过key的hashCode取余计算出一个下标。
  • 通过下标，在数组中定位具体Entry，如果key正好是我们所需要的key，说明找到了，则直接返回数据。
  • 如果第2步没有找到我们想要的数据，则从数组的下标位置，继续往后面找。
  • 如果第3步中找key的正好是我们所需要的key，说明找到了，则直接返回数据。
  • 如果还是没有找到数据，再继续往后面找。如果找到最后一个位置，还是没有找到数据，则再从头，即下标为0的位置，继续从前往后找数据。
  • 直到找到第一个Entry为空为止。

8. ThreadLocal是如何扩容的？

从上面得知，ThreadLocal的初始大小是
16
。那么问题来了，ThreadLocal是如何扩容的？

在
set
方法中会调用
rehash
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();
}

注意一下，其中有个判断条件是：sz(之前的size+1)如果大于或等于threshold的话，则调用rehash方法。

threshold默认是0，在创建ThreadLocalMap时，调用它的构造方法：

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
 table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
 int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
 table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
 size = 1;
 setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

调用setThreshold方法给threshold设置一个值，而这个值INITIAL_CAPACITY是默认的大小16。

private void setThreshold(int len) {
 threshold = len * 2 / 3;
}

也就是第一次设置的threshold = 16 * 2 / 3， 取整后的值是：10。

换句话说当sz大于等于10时，就可以考虑扩容了。

rehash代码如下：

private void rehash() {
 //先尝试回收一次key为null的值，腾出一些空间
 expungeStaleEntries();

 if (size >= threshold - threshold / 4)
 resize();
}

在真正扩容之前，先尝试回收一次key为null的值，腾出一些空间。

如果回收之后的size大于等于threshold的3/4时，才需要真正的扩容。

计算公式如下：

16 * 2 * 4 / 3 * 4 - 16 * 2 / 3 * 4 = 8

也就是说添加数据后，新的size大于等于老size的
1/2
时，才需要扩容。

private void resize() {
 Entry[] oldTab = table;
 int oldLen = oldTab.length;
 //按2倍的大小扩容
 int newLen = oldLen * 2;
 Entry[] newTab = new Entry[newLen];
 int count = 0;

 for (int j = 0; j < oldLen; ++j) {
 Entry e = oldTab[j];
 if (e != null) {
 ThreadLocal<?> k = e.get();
 if (k == null) {
 e.value = null; // Help the GC
 } else {
 int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);
 while (newTab[h] != null)
 h = nextIndex(h, newLen);
 newTab[h] = e;
 count++;
 }
 }
 }

 setThreshold(newLen);
 size = count;
 table = newTab;
}

resize中每次都是按2倍的大小扩容。

扩容的过程如下图所示：

null
扩容的关键步骤如下：

  • 老size + 1 = 新size
  • 如果新size大于等于老size的2/3时，需要考虑扩容。
  • 扩容前先尝试回收一次key为null的值，腾出一些空间。
  • 如果回收之后发现size还是大于等于老size的1/2时，才需要真正的扩容。
  • 每次都是按2倍的大小扩容。

9. 父子线程如何共享数据？

前面介绍的ThreadLocal都是在
一个线程
中保存和获取数据的。

但在实际工作中，有可能是在父子线程中共享数据的。即在父线程中往ThreadLocal设置了值，在子线程中能够获取到。

例如：

public class ThreadLocalTest {

 public static void main(String[] args) {
 ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
 threadLocal.set(6);
 System.out.println(&quot;父线程获取数据：&quot; + threadLocal.get());

 new Thread(() -> {
 System.out.println(&quot;子线程获取数据：&quot; + threadLocal.get());
 }).start();
 }
}

执行结果：

父线程获取数据：6
子线程获取数据：null

你会发现，在这种情况下使用ThreadLocal是行不通的。main方法是在主线程中执行的，相当于父线程。在main方法中开启了另外一个线程，相当于子线程。

显然通过ThreadLocal，无法在父子线程中共享数据。

那么，该怎么办呢？

答：使用
InheritableThreadLocal
，它是JDK自带的类，继承了ThreadLocal类。

修改代码之后：

public class ThreadLocalTest {

 public static void main(String[] args) {
 InheritableThreadLocal<Integer> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();
 threadLocal.set(6);
 System.out.println(&quot;父线程获取数据：&quot; + threadLocal.get());

 new Thread(() -> {
 System.out.println(&quot;子线程获取数据：&quot; + threadLocal.get());
 }).start();
 }
}

执行结果：

父线程获取数据：6
子线程获取数据：6

果然，在换成InheritableThreadLocal之后，在子线程中能够正常获取父线程中设置的值。

其实，在Thread类中除了成员变量threadLocals之外，还有另一个成员变量：inheritableThreadLocals。

Thread类的部分代码如下：

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

最关键的一点是，在它的
init
方法中会将父线程中往ThreadLocal设置的值，拷贝一份到子线程中。

感兴趣的小伙伴，可以找我私聊。或者看看我后面的文章，后面还会有专栏。

10. 线程池中如何共享数据？

在真实的业务场景中，一般很少用
单独的线程
，绝大多数，都是用的
线程池
。

那么，在线程池中如何共享ThreadLocal对象生成的数据呢？

因为涉及到不同的线程，如果直接使用ThreadLocal，显然是不合适的。

我们应该使用InheritableThreadLocal，具体代码如下：

private static void fun1() {
 InheritableThreadLocal<Integer> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();
 threadLocal.set(6);
 System.out.println(&quot;父线程获取数据：&quot; + threadLocal.get());

 ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

 threadLocal.set(6);
 executorService.submit(() -> {
 System.out.println(&quot;第一次从线程池中获取数据：&quot; + threadLocal.get());
 });

 threadLocal.set(7);
 executorService.submit(() -> {
 System.out.println(&quot;第二次从线程池中获取数据：&quot; + threadLocal.get());
 });
}

执行结果：

父线程获取数据：6
第一次从线程池中获取数据：6
第二次从线程池中获取数据：6

由于这个例子中使用了单例线程池，固定线程数是1。

第一次submit任务的时候，该线程池会自动创建一个线程。因为使用了InheritableThreadLocal，所以创建线程时，会调用它的init方法，将父线程中的inheritableThreadLocals数据复制到子线程中。所以我们看到，在主线程中将数据设置成6，第一次从线程池中获取了正确的数据6。

之后，在主线程中又将数据改成7，但在第二次从线程池中获取数据却依然是6。

因为第二次submit任务的时候，线程池中已经有一个线程了，就直接拿过来复用，不会再重新创建线程了。所以不会再调用线程的init方法，所以第二次其实没有获取到最新的数据7，还是获取的老数据6。

那么，这该怎么办呢？

答：使用
TransmittableThreadLocal
，它并非JDK自带的类，而是阿里巴巴开源jar包中的类。

可以通过如下pom文件引入该jar包：

<dependency>
 <groupId>com.alibaba</groupId>
 <artifactId>transmittable-thread-local</artifactId>
 <version>2.11.0</version>
 <scope>compile</scope>
</dependency>

代码调整如下：

private static void fun2() throws Exception {
 TransmittableThreadLocal<Integer> threadLocal = new TransmittableThreadLocal<>();
 threadLocal.set(6);
 System.out.println(&quot;父线程获取数据：&quot; + threadLocal.get());

 ExecutorService ttlExecutorService = TtlExecutors.getTtlExecutorService(Executors.newFixedThreadPool(1));

 threadLocal.set(6);
 ttlExecutorService.submit(() -> {
 System.out.println(&quot;第一次从线程池中获取数据：&quot; + threadLocal.get());
 });

 threadLocal.set(7);
 ttlExecutorService.submit(() -> {
 System.out.println(&quot;第二次从线程池中获取数据：&quot; + threadLocal.get());
 });

}

执行结果：

父线程获取数据：6
第一次从线程池中获取数据：6
第二次从线程池中获取数据：7

我们看到，使用了TransmittableThreadLocal之后，第二次从线程中也能正确获取最新的数据7了。

nice。

如果你仔细观察这个例子，你可能会发现，代码中除了使用
TransmittableThreadLocal
类之外，还使用了
TtlExecutors.getTtlExecutorService
方法，去创建
ExecutorService
对象。

这是非常重要的地方，如果没有这一步，
TransmittableThreadLocal
在线程池中共享数据将不会起作用。

创建
ExecutorService
对象，底层的submit方法会
TtlRunnable
或
TtlCallable
对象。

以TtlRunnable类为例，它实现了
Runnable
接口，同时还实现了它的run方法：

public void run() {
 Map<TransmittableThreadLocal<?>, Object> copied = (Map)this.copiedRef.get();
 if (copied != null && (!this.releaseTtlValueReferenceAfterRun || this.copiedRef.compareAndSet(copied, (Object)null))) {
 Map backup = TransmittableThreadLocal.backupAndSetToCopied(copied);

 try {
 this.runnable.run();
 } finally {
 TransmittableThreadLocal.restoreBackup(backup);
 }
 } else {
 throw new IllegalStateException(&quot;TTL value reference is released after run!&quot;);
 }
}

这段代码的主要逻辑如下：

  • 把当时的ThreadLocal做个备份，然后将父类的ThreadLocal拷贝过来。
  • 执行真正的run方法，可以获取到父类最新的ThreadLocal数据。
  • 从备份的数据中，恢复当时的ThreadLocal数据。

11. ThreadLocal有哪些用途？

最后，一起聊聊ThreadLocal有哪些用途？

老实说，使用ThreadLocal的场景挺多的。

下面列举几个常见的场景：

  • 在spring事务中，保证一个线程下，一个事务的多个操作拿到的是一个Connection。
  • 在hiberate中管理session。
  • 在JDK8之前，为了解决SimpleDateFormat的线程安全问题。
  • 获取当前登录用户上下文。
  • 临时保存权限数据。
  • 使用MDC保存日志信息。

等等，还有很多业务场景，这里就不一一列举了。

由于篇幅有限，今天的内容先分享到这里。希望你看了这篇文章，会有所收获。

接下来留几个问题给大家思考一下：

  • ThreadLocal变量为什么建议要定义成static的？
  • Entry数组为什么要通过hash算法计算下标，即直线寻址法，而不直接使用下标值？
  • 强引用和弱引用有什么区别？
  • Entry数组大小，为什么是2的N次方？
  • 使用InheritableThreadLocal时，如果父线程中重新set值，在子线程中能够正确的获取修改后的新值吗？

敬请期待我的下一篇文章，谢谢。
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