ThreadLocal

• ThreadLocal 深度解析

  1. 核心概念

  • 作用：为每个线程提供独立的变量副本，解决多线程并发访问共享变量的冲突问题。
  • 本质：线程级别的全局变量（线程隔离的全局存储）。

  2. 底层原理

  public class ThreadLocal<T> {
      // 关键：每个Thread对象内部维护一个ThreadLocalMap
      public void set(T value) {
          Thread t = Thread.currentThread();
          ThreadLocalMap map = t.threadLocals; // 获取线程专属的Map
          map.set(this, value); // 以ThreadLocal实例为key存储值
      }
  }

  • 存储结构：
    • 每个 Thread 对象内部有一个 ThreadLocalMap（类似HashMap但更简单）。
    • Key：ThreadLocal 实例（弱引用），Value：线程的变量副本。

  3. 使用场景

  场景	说明
  数据库连接管理	每个线程维护独立的Connection（如Spring的TransactionSynchronizationManager）
  用户会话信息	在Web应用中存储当前请求的用户信息（如Spring Security的SecurityContextHolder）
  日期格式化工具	避免SimpleDateFormat线程不安全问题

  4. 使用示例

  // 1. 定义ThreadLocal变量
  private static final ThreadLocal<User> currentUser = ThreadLocal.withInitial(() -> null);
  
  // 2. 设置当前线程的值
  currentUser.set(user); 
  
  // 3. 获取当前线程的值
  User user = currentUser.get();
  
  // 4. 使用后必须清理！防止内存泄漏
  currentUser.remove(); 

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  5. 内存泄漏问题

  • 原因：

    • ThreadLocalMap 的 Key 是弱引用，但 Value 是强引用。
    • 线程池中线程长期存活时，Value 可能无法被回收。

  • 解决方案：

    • 每次使用后调用 remove() 清理。

    • 使用

      try-finally

      确保清理：

      try {
          currentUser.set(user);
          // 业务逻辑...
      } finally {
          currentUser.remove();
      }

  6. 与synchronized对比

  特性	ThreadLocal	synchronized
  作用范围	线程隔离	线程互斥
  性能开销	无锁，更快	有锁竞争，可能阻塞
  适用场景	线程间数据隔离	线程间同步控制

  7.相关问题

  • Q1：ThreadLocal如何实现线程隔离？
    A：每个Thread内部维护独立的ThreadLocalMap，以ThreadLocal实例为Key存储值。
  • Q2：为什么Key用弱引用？
    A：防止ThreadLocal对象无法被回收（但仍需手动remove()避免Value泄漏）。
  • Q3：Spring如何用ThreadLocal管理事务？
    A：TransactionSynchronizationManager 用ThreadLocal保存当前线程的数据库连接。