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什么是ThreadLocal

ThreadLocal 是一种用于实现线程局部变量的工具类。它允许每个线程都拥有自己的独立副本，从而实现线程隔离，避免了线程间的资源共享和同步问题。

使用 ThreadLocal

使用 ThreadLocal 通常分为四步：

public class UserHolder {// 1.创建 ThreadLocalprivate static final ThreadLocal<UserDTO> tl = new ThreadLocal<>();// 2.设置 ThreadLocal 的值public static void saveUser(UserDTO user){tl.set(user);}// 3.获取 ThreadLocal 的值public static UserDTO getUser(){return tl.get();}// 4.删除 ThreadLocal 的值public static void removeUser(){tl.remove();}
}

ThreadLocal 原理

在 Thread 类中有一个 ThreadLocalMap 类型的属性，也就是说每个线程都有自己的 ThreadLocalMap 实例。

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

• ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的静态内部类，它内部维护了一个 Entry 数组，key 是 ThreadLocal 对象；
• ThreadLocalMap 的大小是由 ThreadLocal 的数量决定的；
• Entry 继承了 WeakReference，它限定了 key 是一个弱引用，这样的好处就是当内存不足时，JVM 会回收 ThreadLocal 对象（无外部强引用），这样可以避免 ThreadLocal 对象本身的内存泄漏。
• 当调用 set、get 和 remove 方法时，首先会根据获取当前线程，然后可以得到属性 threadLocals，将 ThreadLocal 作为 key 查询对应的 value

ThreadLocal 内存泄露

我们前面说过，Entry.key 是弱引用，假设一种情况，ThreadLocal 对象无外部引用（如局部变量 tl 被回收），Entry.key 变为 null，但是ThreadLocalMap 是 Thread 的字段，只要线程不结束，ThreadLocalMap 和 Value 不会被回收。Value 成为“僵尸对象”，占用内存但无法访问。

解决方案：实际应用中需要在使用完ThreadLocal变量后调用 remove() 方法释放资源

ThreadLocal 优化举例

Netty 中的 FastThreadLocal，它是 Netty 对 ThreadLocal 的优化，内部维护了一个索引常量 index，每次创建 FastThreadLocal 中都会自动+1，用来取代 hash 冲突带来的损耗，用空间换时间。

private final int index;public FastThreadLocal() {index = InternalThreadLocalMap.nextVariableIndex();
}
public static int nextVariableIndex() {int index = nextIndex.getAndIncrement();if (index < 0) {nextIndex.decrementAndGet();}return index;
}