从一道面试题开始吧,threadlocal使用需要注意什么,或者有什么问题?
- 答:如果是在线程池中使用,会存在 1、内存泄漏 2、脏数据 的问题
- 解决:try finally中调用 remove方法
慢慢从threadlocal的设计和源码开始分析,
一、threadlocal结构和存取数据
当创建了一个threadlocal对象时,可以将存放的object对象、或者回调函数(延迟加载)放入setinitialvalue中;当当前线程去获取时,则会在当前线程thread的属性threadlocals中获取,而该属性的类型则为theadlocal的静态内部类threadlocalmap,但是引用还是指向了thread;而该threadlocals的threadlocalmap内部维护了一个其内部类threadlocal.threadlocalmap.entry数组,而entry由key和value组成,key即为当前的 new 的threadlocal对象本身,value为我们当前存储的object对象,并且key为weakreference(弱引用)类型。
所以,threadlocal本身只定义了一些内部类,而并不真实拥有任何数据,可以理解为全是空壳子;当获取数据时若当前线程的threadlocal对象(内存地址)不存在,则才会在该对象的setinitialvalue中copy一份值到thread的属性threadlocals中,key为当前对象引用,value为存储的object值;当创建了多个threadlocal对象时,当每当前线程都调用过threadlocal进行get或set时,则会在当前线程的threadlocals中存储多个值,
如下图:
1、threadlocal#get
public t get() { thread var1 = thread.currentthread(); threadlocal.threadlocalmap var2 = this.getmap(var1); if (var2 != null) { threadlocal.threadlocalmap.entry var3 = var2.getentry(this); if (var3 != null) { object var4 = var3.value; return var4; } } return this.setinitialvalue(); }
获取当前的线程,并且使用当前线程去获取threadlocal.threadlocalmap类型的对象,先看看getmap方法,
threadlocal.threadlocalmap getmap(thread var1) { return var1.threadlocals; }
什么都没有做,只是将传入的当前对象的threadlocals属性返回,只是该引用还是指向了thread本身。
继续,
1、如果threadlocals对象本身不为null,则通过this,即当前threadlocal对象的引用为key,获取对应entry的值返回。
2、如果threadlocals对象本身为null,说明当前线程中没有存放过任何threadlocal对象的引入的值。
则需要调setinitialvalue方法,如下:
private t setinitialvalue() { object var1 = this.initialvalue(); thread var2 = thread.currentthread(); threadlocal.threadlocalmap var3 = this.getmap(var2); if (var3 != null) { var3.set(this, var1); } else { this.createmap(var2, var1); } return var1; }
调用当前threadlocal对象的initialvalue方法,如果我们没有重写,则当前默认返回null,否则调用我们重写的方法,可以理解为懒加载。
每个线程第一次都会调用该方法获取的返回值,那么如果没次调用都是返回同一个对象则thread中存储的就是同一个对象,需要我们自己注意(如果同一对象线程a改变之后线程b也改变了),并且也存在线程安全的问题。
还是获取当前map是否为null,则调用createmap方法。
如下:
void createmap(thread var1, t var2) { var1.threadlocals = new threadlocal.threadlocalmap(this, var2); }
2、threadlocal#set
理解完get的过程,set的就比较容易了,主要是引用本身比较绕。
public void set(t var1) { thread var2 = thread.currentthread(); threadlocal.threadlocalmap var3 = this.getmap(var2); if (var3 != null) { var3.set(this, var1); } else { this.createmap(var2, var1); } }
获取到thread的属性threadlocals,如果是null则new一个,否则就往map中放一个entry对象。
二、梳理存在的问题和解决
当在线程池中使用的时候,其实大部分情况下我们都会在线程池中使用,比如tomcat线程池。则key为弱引用,在root gc不可达的情况下,则会被jvm进行回收。但是正是因为如此value值将永远的游离,root gc永远指向不到该value值,则不能进行gc。当频繁的调用,则这样的对象越来越多,发生内存泄漏。如果该对象的内存还比较大,则会照成后续分配内存时新生代不足,则可能照成溢出的情况(溢出的个人理解)。
并且,当循环使用线程的话,比如存放的是用户信息,如果上一个用户请求离开时未清除数据,下一个用户进来直接获取的话会拿到上一个用户的数据,如果是存储的积分等,则完全就是脏数据。
一并解决上面的两个问题方法比较简单,每次在调用代码时增加 try finally中调用 threadlocal对象的remove方法,如下:
threadlocal#remove
public void remove() { threadlocal.threadlocalmap var1 = this.getmap(thread.currentthread()); if (var1 != null) { var1.remove(this); } }
首先还是获取当前的线程去获取 thread的属性threadlocals调用其(threadlocalmap的)remove方法,如下:
private void remove(threadlocal<?> var1) { threadlocal.threadlocalmap.entry[] var2 = this.table; int var3 = var2.length; int var4 = var1.threadlocalhashcode & var3 - 1; for(threadlocal.threadlocalmap.entry var5 = var2[var4]; var5 != null; var5 = var2[var4 = nextindex(var4, var3)]) { if (var5.get() == var1) { var5.clear(); this.expungestaleentry(var4); return; } } }
根据当前的threadlocal引用,去map中循环匹配,当匹配到之后,调用entry的remove方法,其实是调用refrence的clear方法。最后调用expungestaleentry方法将其对应的entry从数组中消除。
再看看reference的clear方法:
public void clear() { this.referent = null; }
将该值直接置位null,则后续jvm会对该对象进行gc。
总结
以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持代码网。
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