對ThreadLocal實現原理的一點思考
前言
在《透徹理解Spring事務設計思想之手寫實現》中，已經向大家揭示了Spring就是利用ThreadLocal來實現一個執行緒中的Connection是同一個，從而保證了事務。本篇部落格將帶大家來深入分析ThreadLocal的實現原理。
ThreadLocal是什麼、有什麼、能做什麼？
ThreadLocal提供一個執行緒（Thread）區域性變數，訪問到某個變數的每一個執行緒都擁有自己的區域性變數。說白了，ThreadLocal就是想在多執行緒環境下去保證成員變數的安全。
ThreadLocal提供的方法
對於ThreadLocal而言，常用的方法，就是get/set/initialValue方法。
我們先來看一個例子
執行結果
很顯然，在這裡，並沒有通過ThreadLocal達到執行緒隔離的機制，可是ThreadLocal不是保證執行緒安全的麼？這是什麼鬼？
雖然，ThreadLocal讓訪問某個變數的執行緒都擁有自己的區域性變數，但是如果這個區域性變數都指向同一個物件呢？這個時候ThreadLocal就失效了。仔細觀察下圖中的程式碼，你會發現，threadLocal在初始化時返回的都是同一個物件a！
看一看ThreadLocal原始碼
我們直接看最常用的set操作：
你會看到，set需要首先獲得當前執行緒物件Thread；
然後取出當前執行緒物件的成員變數ThreadLocalMap；
如果ThreadLocalMap存在，那麼進行KEY/VALUE設定，KEY就是ThreadLocal；
如果ThreadLocalMap沒有，那麼建立一個；
說白了，當前執行緒中存在一個Map變數，KEY是ThreadLocal，VALUE是你設定的值。
看一下get操作：
這裡其實揭示了ThreadLocalMap裡面的資料儲存結構，從上面的程式碼來看，ThreadLocalMap中存放的就是Entry，Entry的KEY就是ThreadLocal，VALUE就是值。
ThreadLocalMap.Entry：
弱引用？
在JAVA裡面，存在強引用、弱引用、軟引用、虛引用。這裡主要談一下強引用和弱引用。
強引用，就不必說了，類似於：
A a = new A();
B b = new B();
考慮這樣的情況：
C c = new C(b);
b = null;
考慮下GC的情況。要知道b被置為null，那麼是否意味著一段時間後GC工作可以回收b所分配的記憶體空間呢？答案是否定的，因為即便b被置為null，但是c仍然持有對b的引用，而且還是強引用，所以GC不會回收b原先所分配的空間！既不能回收利用，又不能使用，這就造成了記憶體洩露。
那麼如何處理呢？
可以c = null;也可以使用弱引用！（WeakReference w = new WeakReference(b);）
分析到這裡，我們可以得到：
這裡我們思考一個問題：ThreadLocal使用到了弱引用，是否意味著不會存在記憶體洩露呢？
首先來說，如果把ThreadLocal置為null，那麼意味著Heap中的ThreadLocal例項不再有強引用指向，只有弱引用存在，因此GC是可以回收這部分空間的，也就是key是可以回收的。但是value卻存在一條從Current Thread過來的強引用鏈。因此只有當Current Thread銷燬時，value才能得到釋放。
因此，只要這個執行緒物件被gc回收，就不會出現記憶體洩露，但在threadLocal設為null和執行緒結束這段時間內不會被回收的，就發生了我們認為的記憶體洩露。最要命的是執行緒物件不被回收的情況，比如使用執行緒池的時候，執行緒結束是不會銷燬的，再次使用的，就可能出現記憶體洩露。
那麼如何有效的避免呢？
事實上，在ThreadLocalMap中的set/getEntry方法中，會對key為null（也即是ThreadLocal為null）進行判斷，如果為null的話，那麼是會對value置為null的。我們也可以通過呼叫ThreadLocal的remove方法進行釋放！
好了，到這裡，ThreadLocal的剖析就完成了，自己對ThreadLocal的認識又深入了些，^_^
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作者：張豐哲
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來源：簡書
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