ThreadLocal夺命11连问

深碍√TFBOYSˉ_ 2023-09-29 04:15 2阅读 0赞

## 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？

![a254097703a8486994d7d1802741807d.png][]

## 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("unchecked")
                    //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：

![dfa60fa57b7733d8785cb7d12f33b04c.png][]

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：

![3e40c1ff781e48f1815434ff84c9238d.png][]

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：

![c4e5d1e0d19597b35be41369067497bd.png][]

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：

![d8a8745ca5658aa2af0b34e950ca1f77.png][]

## 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。

![9ba7fc5839ee49c1e9c01d6215d968ad.png][]

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：

![00412081cab336662577f03fc0faec6c.png][]

**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：

1.  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？
2.  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：

java.lang.Object@1ef7fe8e
    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：

java.lang.Object@1ef7fe8e
    java.lang.Object@1ef7fe8e

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：

执行结果：

java.lang.Object@6f496d9f
    java.lang.Object@6f496d9f
    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不只是被Entry引用，有可能被业务系统中的很多地方引用了。如果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，引用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：

![65385fff433add1bf4d2dba61e73dee5.png][]

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？ ##

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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 = 1

相当于：int i = 31 % 15 = 1

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：

![08f32245f1d06cd5920e75b11082ede7.png][]

如果找到最后一个，还是没有找到，则再从头开始找。

![865a93180b54e769ed02ea38d6bb526d.png][]

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：

1.  通过key的hashCode取余计算出一个下标。
2.  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。
3.  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。
4.  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。
5.  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。
6.  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：

![e8aef4a823267150139811acbdaf837d.png][]

扩容的关键步骤如下：

1.  老size + 1 = 新size
2.  如果新size大于等于老size的2/3时，需要考虑扩容。
3.  扩容前先尝试回收一次key为null的值，腾出一些空间。
4.  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。
5.  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("父线程获取数据：" + threadLocal.get());
    
            new Thread(() -> {
                System.out.println("子线程获取数据：" + 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("父线程获取数据：" + threadLocal.get());
    
            new Thread(() -> {
                System.out.println("子线程获取数据：" + 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("父线程获取数据：" + threadLocal.get());
    
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    
        threadLocal.set(6);
        executorService.submit(() -> {
            System.out.println("第一次从线程池中获取数据：" + threadLocal.get());
        });
    
        threadLocal.set(7);
        executorService.submit(() -> {
            System.out.println("第二次从线程池中获取数据：" + 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("父线程获取数据：" + threadLocal.get());
    
        ExecutorService ttlExecutorService = TtlExecutors.getTtlExecutorService(Executors.newFixedThreadPool(1));
    
        threadLocal.set(6);
        ttlExecutorService.submit(() -> {
            System.out.println("第一次从线程池中获取数据：" + threadLocal.get());
        });
    
        threadLocal.set(7);
        ttlExecutorService.submit(() -> {
            System.out.println("第二次从线程池中获取数据：" + 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("TTL value reference is released after run!");
        }
    }

这段代码的主要逻辑如下：

1.  把当时的ThreadLocal做个备份，然后将父类的ThreadLocal拷贝过来。
2.  执行真正的run方法，可以获取到父类最新的ThreadLocal数据。
3.  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：

1.  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。
2.  在hiberate中管理session。
3.  在JDK8之前，为了解决SimpleDateFormat的线程安全问题。
4.  获取当前登录用户上下文。
5.  临时保存权限数据。
6.  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：

1.  ThreadLocal变量为什么建议要定义成static的？
2.  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？
3.  强引用和弱引用有什么区别？
4.  Entry数组大小，为什么是2的N次方？
5.  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？

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