threadlocal get为空_面试常见知识点:ThreadLocal

f503ac075cc3f415ed27b7896ef3bff2.png

老套路,先列举下关于ThreadLocal常见的疑问,希望可以通过这篇学习笔记来解决这几个问题:

  1. ThreadLocal是用来解决什么问题的?
  2. 如何使用ThreadLocal?
  3. ThreadLocal的实现原理是什么?
  4. 可否举几个实际项目中使用ThreadLocal的案例?

基础知识

ThreadLocal是线程局部变量,和普通变量的不同在于:每个线程持有这个变量的一个副本,可以独立修改(set方法)和访问(get方法)这个变量,并且线程之间不会发生冲突。

类中定义的ThreadLocal实例一般会被private static修饰,这样可以让ThreadLocal实例的状态和Thread绑定在一起,业务上,一般用ThreadLocal包装一些业务ID(user ID或事务ID)——不同的线程使用的ID是不相同的。

如何使用

case1

从某个角度来看,ThreadLocal为Java并发编程提供了额外的思路——避免并发,如果某个对象本身是非线程安全的,但是你想实现多线程同步访问的效果,例如SimpleDateFormat,你可以使用ThreadLocal变量。

public class Foo{ // SimpleDateFormat is not thread-safe, so give one to each thread private static final ThreadLocal formatter = new ThreadLocal(){ @Override protected SimpleDateFormat initialValue() { return new SimpleDateFormat("yyyyMMdd HHmm"); } };​ public String formatIt(Date date) { return formatter.get().format(date); }}

注意,这里针对每个线程只需要初始化一次SimpleDateFormat对象,其实跟在自定义线程中定义一个SimpleDateFormat成员变量,并在线程初始化的时候new这个对象,效果是一样的,只是这样看起来代码更规整。

case2

之前在yunos做酷盘项目的数据迁移时,我们需要按照用户维度去加锁,每个线程在处理迁移之前,都需要先获取当前用户的锁,每个锁的key是带着用户信息的,因此也可以使用ThreadLocal变量实现:

752011ecc8e3e8521c03dcd597050900.png

case3

下面这个例子,我们定义了一个MyRunnable对象,这个MyRunnable对象会被线程1和线程2使用,但是通过内部的ThreadLocal变量,每个线程访问到的整数都是自己单独的一份。

package org.java.learn.concurrent.threadlocal;​/** * @author duqi * @createTime 2018-12-29 23:25 **/public class ThreadLocalExample { public static class MyRunnable implements Runnable {​ private ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();​ @Override public void run() { threadLocal.set((int) (Math.random() * 100D));​ try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { }​ System.out.println(threadLocal.get()); } }​​ public static void main(String[] args) throws InterruptedException { MyRunnable sharedRunnableInstance = new MyRunnable();​ Thread thread1 = new Thread(sharedRunnableInstance); Thread thread2 = new Thread(sharedRunnableInstance);​ thread1.start(); thread2.start();​ thread1.join(); //wait for thread 1 to terminate thread2.join(); //wait for thread 2 to terminate }}

ThreadLocal关键知识点

源码分析

ThreadLocal是如何被线程使用的?原理如下图所示:Thread引用和ThreadLocal引用都在栈上,Thread引用会引用一个ThreadLocalMap对象,这个map中的key是ThreadLocal对象(使用WeakReference包装),value是业务上变量的值。

99337fa348c97bc2d359b1e331656119.png

首先看java.lang.Thread中的代码:

publicclass Thread implements Runnable { //......其他源码 /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained by the ThreadLocal class. */ ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;​ /* * InheritableThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained by the InheritableThreadLocal class. */ ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null; //......其他源码

Thread中的threadLocals变量指向的是一个map,这个map就是ThreadLocal.ThreadLocalMap,里面存放的是跟当前线程绑定的ThreadLocal变量;inheritableThreadLocals的作用相同,里面也是存放的ThreadLocal变量,但是存放的是从当前线程的父线程继承过来的ThreadLocal变量。

在看java.lang.ThreadLocal类,主要的成员和接口如下:

3d1dd8552ff0b395385c1b523e946e9a.png
  • withInitial方法,Java 8以后用于初始化ThreadLocal的一种方法,在外部调用get()方法的时候,会通过Supplier确定变量的初始值;
public static  ThreadLocal withInitial(Supplier extends S> supplier) { return new SuppliedThreadLocal<>(supplier);}
  • get方法,获取当前线程的变量副本,如果当前线程还没有创建该变量的副本,则需要通过调用initialValue方法来设置初始值;get方法的源代码如下,首先通过当前线程获取当前线程对应的map,如果map不为空,则从map中取出对应的Entry,然后取出对应的值;如果map为空,则调用setInitialValue设置初始值;如果map不为空,当前ThreadLocal实例对应的Entry为空,则也需要设置初始值。
public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") T result = (T)e.value; return result; } } return setInitialValue();}
  • set方法,跟get方法一样,先获取当前线程对应的map,如果map为空,则调用createMap创建map,否则将变量的值放入map——key为当前这个ThreadLocal对象,value为变量的值。
public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value);}
  • remove方法,删除当前线程绑定的这个副本
 public void remove() { ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); if (m != null) m.remove(this); }
  • 数字0x61c88647,这个值是HASH_INCREMENT的值,普通的hashmap是使用链表来处理冲突的,但是ThreadLocalMap是使用线性探测法来处理冲突的,HASH_INCREMENT就是每次增加的步长,根据参考资料1所说,选择这个数字是为了让冲突概率最小。
 /** * The difference between successively generated hash codes - turns * implicit sequential thread-local IDs into near-optimally spread * multiplicative hash values for power-of-two-sized tables. */ private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;

父子进程数据共享

InheritableThreadLocal主要用于子线程创建时,需要自动继承父线程的ThreadLocal变量,实现子线程访问父线程的threadlocal变量。InheritableThreadLocal继承了ThreadLocal,并重写了childValue、getMap、createMap三个方法。

public class InheritableThreadLocal extends ThreadLocal { /** * 创建线程的时候,如果需要继承且父线程中Thread-Local变量,则需要将父线程中的ThreadLocal变量一次拷贝过来。 */ protected T childValue(T parentValue) { return parentValue; }​ /** * 由于重写了getMap,所以在操作InheritableThreadLocal变量的时候,将只操作Thread类中的inheritableThreadLocals变量,与threadLocals变量没有关系 **/ ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.inheritableThreadLocals; }​ /** * 跟getMap类似,set或getInheritableThreadLocal变量的时候,将只操作Thread类中的inheritableThreadLocals变量 */ void createMap(Thread t, T firstValue) { t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); }}

关于childValue多说两句,拷贝是如何发生的?

首先看Thread.init方法,

 private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name, long stackSize, AccessControlContext acc, boolean inheritThreadLocals) { //其他源码 if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null) this.inheritableThreadLocals = ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals); /* Stash the specified stack size in case the VM cares */ this.stackSize = stackSize;​ /* Set thread ID */ tid = nextThreadID(); }

然后看ThreadLocal.createInheritedMap方法,最终会调用到newThreadLocalMap方法,这里InheritableThreadLocal对childValue做了重写,可以看出,这里确实是将父线程关联的ThreadLocalMap中的内容依次拷贝到子线程的ThreadLocalMap中了。

 private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) { Entry[] parentTable = parentMap.table; int len = parentTable.length; setThreshold(len); table = new Entry[len];​ for (int j = 0; j < len; j++) { Entry e = parentTable[j]; if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") ThreadLocal key = (ThreadLocal) e.get(); if (key != null) { Object value = key.childValue(e.value); Entry c = new Entry(key, value); int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1); while (table[h] != null) h = nextIndex(h, len); table[h] = c; size++; } } } }

ThreadLocal对象何时被回收?

ThreadLocalMap中的key是ThreadLocal对象,然后ThreadLocal对象时被WeakReference包装的,这样当没有强引用指向该ThreadLocal对象之后,或者说Map中的ThreadLocal对象被判定为弱引用可达时,就会在垃圾收集中被回收掉。看下Entry的定义:

 static class Entry extends WeakReference> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value;​ Entry(ThreadLocal> k, Object v) { super(k); value = v; }}

ThreadLocal和线程池一起使用?

ThreadLocal对象的生命周期跟线程的生命周期一样长,那么如果将ThreadLocal对象和线程池一起使用,就可能会遇到这种情况:一个线程的ThreadLocal对象会和其他线程的ThreadLocal对象串掉,一般不建议将两者一起使用。

案例学习

Dubbo中对ThreadLocal的使用

我从Dubbo中找到了ThreadLocal的例子,它主要是用在请求缓存的场景,具体代码如下:

@Activate(group = {Constants.CONSUMER, Constants.PROVIDER}, value = Constants.CACHE_KEY)public class CacheFilter implements Filter {​ private CacheFactory cacheFactory;​ public void setCacheFactory(CacheFactory cacheFactory) { this.cacheFactory = cacheFactory; }​ @Override public Result invoke(Invoker> invoker, Invocation invocation) throws RpcException { if (cacheFactory != null && ConfigUtils.isNotEmpty(invoker.getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.CACHE_KEY))) { Cache cache = cacheFactory.getCache(invoker.getUrl(), invocation); if (cache != null) { String key = StringUtils.toArgumentString(invocation.getArguments()); Object value = cache.get(key); if (value != null) { if (value instanceof ValueWrapper) { return new RpcResult(((ValueWrapper)value).get()); } else { return new RpcResult(value); } } Result result = invoker.invoke(invocation); if (!result.hasException()) { cache.put(key, new ValueWrapper(result.getValue())); } return result; } } return invoker.invoke(invocation); }

可以看出,在RPC调用(invoke)的链路上,会先使用请求参数判断当前线程是否刚刚发起过同样参数的调用——这个调用会使用ThreadLocalCache保存起来。具体的看,ThreadLocalCache的实现如下:

package org.apache.dubbo.cache.support.threadlocal;​import org.apache.dubbo.cache.Cache;import org.apache.dubbo.common.URL;​import java.util.HashMap;import java.util.Map;​/** * ThreadLocalCache */public class ThreadLocalCache implements Cache {​ //ThreadLocal里存放的是参数到结果的映射 private final ThreadLocal> store;​ public ThreadLocalCache(URL url) { this.store = new ThreadLocal>() { @Override protected Map initialValue() { return new HashMap(); } }; }​ @Override public void put(Object key, Object value) { store.get().put(key, value); }​ @Override public Object get(Object key) { return store.get().get(key); }​}

RocketMQ

在RocketMQ中,我也找到了ThreadLocal的身影,它是用在消息发送的场景,MQClientAPIImpl是RMQ中负责将消息发送到服务端的实现,其中有一个步骤需要选择一个具体的队列,选择具体的队列的时候,不同的线程有自己负责的index值,这里使用了ThreadLocal的机制,可以看下ThreadLocalIndex的实现:

package org.apache.rocketmq.client.common;​import java.util.Random;​public class ThreadLocalIndex { private final ThreadLocal threadLocalIndex = new ThreadLocal(); private final Random random = new Random();​ public int getAndIncrement() { Integer index = this.threadLocalIndex.get(); if (null == index) { index = Math.abs(random.nextInt()); if (index < 0) index = 0; this.threadLocalIndex.set(index); }​ index = Math.abs(index + 1); if (index < 0) index = 0;​ this.threadLocalIndex.set(index); return index; }​ @Override public String toString() { return "ThreadLocalIndex{" + "threadLocalIndex=" + threadLocalIndex.get() + '}'; }}

总结

这篇文章主要是解决了关于ThreadLocal的几个问题:(1)具体的概念是啥?(2)在Java开发中的什么场景下使用?(3)ThreadLocal的实现原理是怎样的?(4)开源项目中有哪些案例可以参考?不知道你是否对这几个问题有了一定的了解呢?如果还有疑问,欢迎交流。

参考资料

  1. Why 0x61c88647?
  2. Java ThreadLocal
  3. When and how should I use a ThreadLocal variable?
  4. 技术小黑屋:理解Java中的ThreadLocal
  5. 深入分析ThreadLocal的内存泄漏问题
  6. 《Java并发编程实战》
  7. InheritableThreadLocal详解
  8. ThreadLocal详解
  9. ThreadLocal的使用场景
  10. 数据结构:哈希表

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/490221.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

动态资源和静态资源分离

静态资源&#xff1a; 指存储在硬盘内的数据&#xff0c;固定的数据&#xff0c;不需要计算的数据。 如&#xff1a;图片、字体、js文件、css文件等等。在用户访问静态资源时&#xff0c;服务器会直接将这些资源返回到用户的计算机内。 动态资源&#xff1a; 指需要服务器根…

行业观察 | 新一轮AI周期里,华为拿什么破解核心难题?

来源&#xff1a;财经杂志第三方研究机构OpenAI近期发布的研究显示&#xff0c;仅2012年以来&#xff0c;人们对于算力的需求增长六年就超过30万倍&#xff0c;平均每年增长10倍&#xff0c;远超摩尔定律的发展速度。面对AI算力需求的爆发式增长&#xff0c;华为作为AI的后入局…

一致性哈希解决的问题

假设&#xff0c;我们有三台缓存服务器&#xff0c;用于缓存图片&#xff0c;我们为这三台缓存服务器编号为0号、1号、2号&#xff0c;现在&#xff0c;有3万张图片需要缓存&#xff0c;我们希望这些图片缓存到这3台服务器上&#xff0c;以便它们能够分摊缓存的压力。做法是对缓…

swot分析法案例_(附数据集)SWOT分析实战案例!

最近一直在为一件事苦恼&#xff0c;开在市中心的那家西点店的生意越做越好&#xff0c;分店也开了两家&#xff0c;但挣得这点钱还是不够买房子。这不&#xff0c;最近看上了这如火如荼的奶茶市场&#xff0c;想借现有资源开一家奶茶店&#xff0c;但不知道这个想法靠不靠谱&a…

人工智能、核聚变、碳捕捉……最有可能帮助拯救地球的10项技术

来源&#xff1a; 资本实验室亚马逊森林大火、加速消逝的北极冰面、有记录以来最热的7月、越来越多的极端天气事件……各种因素正在让地球、让我们的生存环境经受日趋严重的考验。大问题往往意味着大机会。在人类对环境制造麻烦的过程中&#xff0c;势必又不断催生出各种新技术…

点击按钮弹出iframe_WEB安全(四) :CSRF与点击劫持

跨站点请求伪造CSRF是跨站点请求伪造&#xff0c;它的请求有两个关键点&#xff0c;跨站点的请求与请求是伪造的&#xff0c;从字面上看&#xff0c;跨站点的请求来源应该是其他站点&#xff0c;比如&#xff0c;目标网站接收到来源网站的恶意操作&#xff0c;但是&#xff0c;…

mysql查询前100行和后100行

查询前100行 SELECT * FROM table LIMIT 100; 查询后100行 select * from table order by id desc limit 100&#xff1b; 查询第6-15行 SELECT * FROM table LIMIT 5,10;

input框自动填充内容背景颜色为黄色解决方法

input:-webkit-autofill { box-shadow: 0 0 0px 1000px white inset !important;} 或者关闭自动填充 <form action"loginAction" method"post" autocomplete"off">转载于:https://www.cnblogs.com/yuan-ye/p/5729108.html

两种超级智能,哪一个对人类未来影响更为深远?

来源&#xff1a;刘锋科学网博客前言&#xff1a;无论在学术界还是产业界&#xff0c;超级智能并没有被纳入正式的体系概念中&#xff0c;因此超级智能究竟是什么&#xff0c;也没有统一的的定义&#xff0c;事实上在过去的时间里&#xff0c;出现了两种不同的超级智能概念&…

Java9都快发布了,Java8的十大新特性你了解多少呢?

Java 9预计将于今年9月份发布&#xff0c;这是否会是一次里程碑式的版本&#xff0c;我们拭目以待。今天&#xff0c;我们先来复习一下2014年发布的Java 8的十大新特性。 Java 8可谓是自Java 5以来最具革命性的版本了&#xff0c;她在语言、编译器、类库、开发工具以及Java虚拟…

struts2 redirect 获取参数null_社会化登录支持授权域以便于获取更大权限

使用 Authing 可以轻松接入许多社会化登录&#xff0c;同时无需翻看社会化登录提供方的繁琐接入文档&#xff0c;让开发者更加专注业务从而提升开发效率。这看起来很方便&#xff0c;But&#xff0c;通过 Authing 登录的社会化登录用户&#xff0c;无法获取更高级的权限&#x…

再不用担心DataRow类型转换和空值了(使用扩展方法解决高频问题)

在使用DataRow读取数据时&#xff0c;通常会遇到数据可能为Null, 但是又需要转换为如int等其它类型的数据&#xff0c;因此就通常会写这样的代码&#xff1a; if (dr[name] ! DBNull.Value && dr[name] ! null){ if (!int.TryParse(dr[name].ToString(), out result…

PHP单引号和双引号的区别

$foo 2; echo "foo is $foo"; // 打印结果: foo is 2 echo foo is $foo; // 打印结果: foo is $foo echo "foo is $foo\n"; // 打印结果: foo is 2 (同时换行) echo foo is $foo\n; // 打印结果: foo is $foo\n

美国科技界高度关注中国科技创新进展

来源&#xff1a;新华网近日&#xff0c;美国《福布斯》双周刊网站刊文说&#xff0c;中国互联网和高科技企业已超越模仿时代&#xff0c;成为投资和研发的全球领先者&#xff0c;中国的科技巨头进入了全新的创新时代。记者在采访中发现&#xff0c;美国科技界高度关注中国科技…

补鞋匠---Cobbler 服务器自动搭建

Cobbler 服务器自动搭建http://tshare365.com/archives/439.html转载于:https://www.cnblogs.com/iiiiher/p/5744631.html

科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目拟立项的2018年度项目公示清单

来源&#xff1a;财政资金申请根据《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》&#xff08;国发[2014]11号&#xff09;、《国务院关于深化中央财政科技计划&#xff08;专项、基金等&#xff09;管理改革方案的通知》&#xff08;国发[2014]64号&#xff09;…

POSIX多线程API函数

创建 int pthread_create(pthread_t* tidp,const pthread_attr_t* attr,void* (*start_rtn)(void*), void* arg ) tidp:事先创建好的pthread_t类型的参数。成功时tidp指向的内存单元被设置为新创建线程的线程ID。 attr:定义新线程的一些属性&#xff08;配置项&#xff09;&…

python中分割字符串两种方法正则分组别名_Python 正则表达式(分组)

正则表达式分组分组就是用一对圆括号“()”括起来的正则表达式&#xff0c;匹配出的内容就表示一个分组。从正则表达式的左边开始看&#xff0c;看到的第一个左括号“(”表示第一个分组&#xff0c;第二个表示第二个分组&#xff0c;依次类推&#xff0c;需要注意的是&#xff…

SpringMVC核心——视图渲染(包含视图解析)问题

一、本来想说的是返回值处理问题&#xff0c;但在 SpringMVC 中&#xff0c;返回值处理问题的核心就是视图渲染。所以这里标题叫视图渲染问题。 本来想在上一篇文章中对视图解析进行说明的&#xff0c;但是通过源码发现&#xff0c;它应该算到视图渲染中&#xff0c;所以在这篇…

国际机器人联合会:全球工业机器人2019报告

来源&#xff1a;资本实验室据国际机器人联合会&#xff08;IFR&#xff09;最新发布的《全球机器人2019——工业机器人》报告数据&#xff0c;2018年全球工业机器人出货量42.2万台&#xff0c;比上年增长6%&#xff1b;年销售额达到165亿美元&#xff0c;创下新纪录。 IFR预测…