整理一下java多线程的学习-ThreadLocal(五)

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    ThreadLocal用于线程内共享数据变量。

    当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。

    从线程的角度看,目标变量就象是线程的本地变量,这也是类名中“Local”所要表达的意思。

    所以,在Java中编写线程局部变量的代码相对来说要笨拙一些,因此造成线程局部变量没有在Java开发者中得到很好的普及。

    ThreadLocal的接口方法

    ThreadLocal类接口很简单,只有4个方法,我们先来了解一下:

  1. void set(Object value)设置当前线程的线程局部变量的值。
  2. public Object get()该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。
  3. public void remove()将当前线程局部变量的值删除,目的是为了减少内存的占用,该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是,当线程结束后,对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收,所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作,但它可以加快内存回收的速度。
  4. protected Object initialValue()返回该线程局部变量的初始值,该方法是一个protected的方法,显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。

    值得一提的是,在JDK5.0中,ThreadLocal已经支持泛型,该类的类名已经变为ThreadLocal<T>。API方法也相应进行了调整,新版本的API方法分别是void set(T value)、T get()以及T initialValue()。

    ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢?其实实现的思路很简单:在ThreadLocal类中有一个ThreadLocalMap,用于存储每一个线程的变量副本,ThreadLocalMap并不是java.util.Map的实现类,它是ThreadLocal的一个静态内部类,看部分源码:

static class ThreadLocalMap {

        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** 这个值与线程相关 */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
        
        /** Entry的默认初始容量 */
        private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;

        private Entry[] table;

        /** 部分代码省略 */
}

    从源码可以看出,ThreadLocalMap通过它的静态内部类Entry来实现变量的存储的,而Entry继承于WeakReference类,WeakReference位于java.lang.ref包下,用于创建对象的弱引用。当一个对象仅仅被weak reference指向, 而没有任何其他strong reference指向的时候, 如果GC运行, 那么这个对象就会被回收 

    现有如下测试代码:

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        Main m = new Main();
        WeakReference<Main> wr = new WeakReference<Main>(m);
        // 消除强引用
        m = null;
        // 计数器
        int i = 0;
        while(true) {
            // 这里是为了增大内存消耗,自动触发虚拟机的垃圾回收事件
            new Main();
            // 通过弱引用获取对象
            if(wr.get() == null) {
                // 如果对象被回收,则弱引用获取的值为null,跳出循环
                System.out.println("null: break!");
                break;
            } else {
                System.out.println("not null: continue! " + i++);
            }
            Thread.sleep(1);
        }
    }
}

    分析以上代码,先是有强引用m,然后为对象m创建弱引用wr,紧接着将m引用清空,但是此时对象仍然存在于java堆内存中,所以通过wr.get()仍然可以获取此对象。在while循环内,我们不停的new新对象,这会导致java堆内存中对象越来越多,最后使对内存不足,从而触发java的垃圾回收System.gc(),回收内存中的不可达对象(这里的不可达是指无强引用可达),回收一次或多次后,m的初始化对象也将被回收,再次循环时,wr.get()则返回null,循环结束,所以此代码运行结果:输出若干行not null: continue! (行号)后,再输出一行null: break!,程序退出。

    返回思考:ThreadLocal会引起内存泄露吗?

    通过以上分析得出:ThreadLocal不会引起内存泄露问题,因为它基于弱引用的,弱引用不会影响对象的内存回收方法的执行。

    参考文章:Java WeakReference的理解与使用

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标签: JAVA 多线程

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