ThreadLocal实例应用
threadlocal相信大家都用过，但你知道他的原理吗，今天了不起带大家学习threadlocal。
threadlocal是什么在多线程编程中，经常会遇到需要在不同线程中共享数据的情况。通常情况下，为了保证线程安全，我们需要使用锁或其他同步机制。然而，有些情况下，我们希望在每个线程中都有一份独立的数据副本，这就是threadlocal派上用场的地方。
threadlocal翻译过来就是线程本地，也就是本地线程变量，意思是threadlocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的。threadlocal提供了一种机制，允许我们为每个线程创建独立的变量，每个线程都可以独立访问自己的变量，而不会干扰其他线程的数据。threadlocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，那么每个线程可以访问自己内部的副本变量，各个线程间互不影响，从而实现线程安全。
threadlocal的原理threadlocal的原理涉及到两个重要概念：threadlocal实例和threadlocalmap。
1. threadlocal实例每个threadlocal对象实际上是一个容器，用于存储线程本地的变量副本。每个线程都可以拥有自己的threadlocal实例，这些实例可以存储不同的数据，互相之间互不影响。
2. threadlocalmapthreadlocalmap是threadlocal的底层数据结构，它是一个哈希表。每个线程都有一个与之相关联的threadlocalmap，用于存储该线程所拥有的threadlocal实例以及对应的值。threadlocalmap中的键是threadlocal实例，值是该线程对应threadlocal实例的变量副本。
当我们调用threadlocal的set()方法设置值时，实际上是在当前线程的threadlocalmap中以threadlocal实例为键，将值存储在对应的位置。而调用get()方法时，则是从当前线程的threadlocalmap中根据threadlocal实例获取对应的值。
threadlocal怎么用，应用场景public static void main(string[] args) { intstream.range(1, 5).foreach(i - > new thread(() - > { // 设置线程中本地变量的值 threadlocal.set(thread- + i); // 打印当前线程中本地内存中本地变量的值 system.out.println(threadlocal.get()); // 清除本地内存中的本地变量 threadlocal.remove(); // 打印本地变量 system.out.println(thread- + i + after remove: + threadlocal.get()); }).start());}/*thread-1thread-4thread-4 after remove: nullthread-2thread-3thread-2 after remove: nullthread-1 after remove: nullthread-3 after remove: null*/从结果可以看到，每一个线程都有各自的值，并且互不影响。
应用场景用户访问之后，在本地线程保存用户的身份信息，在本次访问过程中，可以随时获取用户的身份信息以验证身份。在进行对象跨层传递的时候，使用threadlocal可以避免多次传递，打破层次间的约束。数据库连接管理：每个线程可以拥有自己的数据库连接，避免了线程之间的数据库连接混淆。用户身份管理：在web应用中，可以将用户身份信息存储在threadlocal中，以便在整个请求处理过程中方便地访问。事务管理：将事务状态存储在threadlocal中，确保每个线程都能独立管理自己的事务状态。threadlocal源码分析先看一下 threadlocal 和 thread 的关系
thread类中有一个threadlocals属性，是threadlocal内部类threadlocalmap类型的变量，threadlocalmap可以看作是一个hashmap，其内部有一个内部类为 entry，继承了weakreference大致了解了thread和threadlocal的关系之后，看一下thread local的源码：我们只要看其主要的几个方法，就可以完全了解threadlocal的原理了。
set方法public void set(t value) { // 获取当前线程 thread t = thread.currentthread(); // 通过当前线程获取线程中的threadlocal.threadlocalmap对象 threadlocalmap map = getmap(t); if (map != null) // map不为空，则直接赋值 map.set(this, value); else // map为空，则创建一个threadlocalmap对象 createmap(t, value);}// 根据提供的线程对象，和指定的值，创建一个threadlocalmap对象void createmap(thread t, t firstvalue) { t.threadlocals = new threadlocalmap(this, firstvalue);}// threadlocals是thread类的一个属性threadlocalmap getmap(thread t) { return t.threadlocals;}/*thread 类 182行 // threadlocal values pertaining to this thread. this map is maintained by the threadlocal class. 与该线程有关的threadlocal值。这个映射由threadlocal类维护 threadlocal.threadlocalmap threadlocals = null;*/get方法// threadlocalmap中的内部类，存放key，valuestatic class entry extends weakreference { // 与此threadlocal关联的值 object value; // k：threadlocal的引用，被传递给weakreference的构造方法 entry(threadlocal k, object v) { super(k); value = v; }}public t get() { // 获取当前线程 thread t = thread.currentthread(); // 通过当前线程获取线程中的threadlocal.threadlocalmap对象 threadlocalmap map = getmap(t); if (map != null) { // map不为空，通过this(当前对象，即threadlocal对象)获取entry对象 threadlocalmap.entry e = map.getentry(this); if (e != null) { @suppresswarnings(unchecked) t result = (t)e.value; // entry不为空，则直接返回entry中的value值 return result; } } // 如果map或entry为空，则返回初始值-null return setinitialvalue();}// 设置初始值，初始化threadlocalmap对象，并设置value为 nullprivate t setinitialvalue() { // 初始化值，此方法返回 null t value = initialvalue(); thread t = thread.currentthread(); threadlocalmap map = getmap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createmap(t, value); return value;}remove方法public void remove() { // 通过当前线程获取线程中的threadlocal.threadlocalmap对象 threadlocalmap m = getmap(thread.currentthread()); if (m != null) // 移除对象 m.remove(this);}// 根据key，删除对应的所有值private void remove(threadlocal key) { entry[] tab = table; int len = tab.length; // 获取key对应的 entry[] 下标 int i = key.threadlocalhashcode & (len-1); for (entry e = tab[i]; e != null; // 获取下一个entry对象 e = tab[i = nextindex(i, len)]) { if (e.get() == key) { e.clear(); // 通过重新哈希位于staleslot和下一个null插槽之间的任何可能冲突的条目，来清除陈旧的条目。这还会清除尾随null之前遇到的所有其他过时的条目，防止出现内存泄漏问题 expungestaleentry(i); return; } }}总结：
每个thread维护着一个threadlocalmap的引用threadlocalmap是threadlocal的内部类，用entry来进行存储threadlocal创建的副本是存储在自己的threadlocals中的，也就是自己的threadlocalmap。threadlocalmap的键为threadlocal对象，而且可以有多个threadlocal变量，因此保存在map中在进行get之前，必须先set，否则会报空指针异常，当然也可以初始化一个，但是必须重写initialvalue()方法。threadlocal本身并不存储值，它只是作为一个key来让线程从threadlocalmap获取value。注意事项虽然threadlocal在某些情况下非常有用，但过度使用它也可能导致内存泄漏问题。因为threadlocalmap中的数据只有在线程结束时才会被释放，如果没有正确地清理threadlocal实例，就可能会导致无限制的数据积累。
另外，threadlocal不适合在并发量非常大的情况下使用，因为每个线程都会创建自己的变量副本，可能会导致内存消耗过大。
threadlocal内存泄漏问题在上面的代码中，我们可以看出，当前threadlocal的引用k被传递给weakreference的构造函数，所以threadlocalmap中的key为threadlocal的弱引用。
如果当前线程一直存在且没有调用该threadlocal的remove方法，如果这个时候别的地方还有对threadlocal的引用，那么当前线程中的threadlocalmap中会存在对threadlocal变量的引用和value对象的引用，是不会释放的，会造成内存泄漏。
threadlocalmap中的entry的key使用的是threadlocal对象的弱引用，在没有其他地方对threadloca依赖，threadlocalmap中的threadlocal对象就会被回收掉，但是对应的value值不会被回收，这个时候map中就可能存在key为null但是value不为null的项，也会造成内存泄漏。
小结threadlocal是一种多线程编程的工具，可以帮助我们在多线程环境中管理线程本地的变量。它通过threadlocal实例和threadlocalmap的组合实现了这一功能。
使用threadlocal时需要注意内存泄漏和性能问题，确保合理使用。
使用完threadlocal后，一定执行remove操作，避免出现内存泄漏情况。
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threadlocal是什么在多线程编程中，经常会遇到需要在不同线程中共享数据的情况。通常情况下，为了保证线程安全，我们需要使用锁或其他同步机制。然而，有些情况下，我们希望在每个线程中都有一份独立的数据副本，这就是threadlocal派上用场的地方。
threadlocal翻译过来就是线程本地，也就是本地线程变量，意思是threadlocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的。threadlocal提供了一种机制，允许我们为每个线程创建独立的变量，每个线程都可以独立访问自己的变量，而不会干扰其他线程的数据。threadlocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，那么每个线程可以访问自己内部的副本变量，各个线程间互不影响，从而实现线程安全。
threadlocal的原理threadlocal的原理涉及到两个重要概念：threadlocal实例和threadlocalmap。
1. threadlocal实例每个threadlocal对象实际上是一个容器，用于存储线程本地的变量副本。每个线程都可以拥有自己的threadlocal实例，这些实例可以存储不同的数据，互相之间互不影响。
2. threadlocalmapthreadlocalmap是threadlocal的底层数据结构，它是一个哈希表。每个线程都有一个与之相关联的threadlocalmap，用于存储该线程所拥有的threadlocal实例以及对应的值。threadlocalmap中的键是threadlocal实例，值是该线程对应threadlocal实例的变量副本。
当我们调用threadlocal的set()方法设置值时，实际上是在当前线程的threadlocalmap中以threadlocal实例为键，将值存储在对应的位置。而调用get()方法时，则是从当前线程的threadlocalmap中根据threadlocal实例获取对应的值。
threadlocal怎么用，应用场景public static void main(string[] args) { intstream.range(1, 5).foreach(i - > new thread(() - > { // 设置线程中本地变量的值 threadlocal.set(thread- + i); // 打印当前线程中本地内存中本地变量的值 system.out.println(threadlocal.get()); // 清除本地内存中的本地变量 threadlocal.remove(); // 打印本地变量 system.out.println(thread- + i + after remove: + threadlocal.get()); }).start());}/*thread-1thread-4thread-4 after remove: nullthread-2thread-3thread-2 after remove: nullthread-1 after remove: nullthread-3 after remove: null*/从结果可以看到，每一个线程都有各自的值，并且互不影响。
应用场景用户访问之后，在本地线程保存用户的身份信息，在本次访问过程中，可以随时获取用户的身份信息以验证身份。在进行对象跨层传递的时候，使用threadlocal可以避免多次传递，打破层次间的约束。数据库连接管理：每个线程可以拥有自己的数据库连接，避免了线程之间的数据库连接混淆。用户身份管理：在web应用中，可以将用户身份信息存储在threadlocal中，以便在整个请求处理过程中方便地访问。事务管理：将事务状态存储在threadlocal中，确保每个线程都能独立管理自己的事务状态。threadlocal源码分析先看一下 threadlocal 和 thread 的关系
thread类中有一个threadlocals属性，是threadlocal内部类threadlocalmap类型的变量，threadlocalmap可以看作是一个hashmap，其内部有一个内部类为 entry，继承了weakreference大致了解了thread和threadlocal的关系之后，看一下thread local的源码：我们只要看其主要的几个方法，就可以完全了解threadlocal的原理了。
set方法public void set(t value) { // 获取当前线程 thread t = thread.currentthread(); // 通过当前线程获取线程中的threadlocal.threadlocalmap对象 threadlocalmap map = getmap(t); if (map != null) // map不为空，则直接赋值 map.set(this, value); else // map为空，则创建一个threadlocalmap对象 createmap(t, value);}// 根据提供的线程对象，和指定的值，创建一个threadlocalmap对象void createmap(thread t, t firstvalue) { t.threadlocals = new threadlocalmap(this, firstvalue);}// threadlocals是thread类的一个属性threadlocalmap getmap(thread t) { return t.threadlocals;}/*thread 类 182行 // threadlocal values pertaining to this thread. this map is maintained by the threadlocal class. 与该线程有关的threadlocal值。这个映射由threadlocal类维护 threadlocal.threadlocalmap threadlocals = null;*/get方法// threadlocalmap中的内部类，存放key，valuestatic class entry extends weakreference { // 与此threadlocal关联的值 object value; // k：threadlocal的引用，被传递给weakreference的构造方法 entry(threadlocal k, object v) { super(k); value = v; }}public t get() { // 获取当前线程 thread t = thread.currentthread(); // 通过当前线程获取线程中的threadlocal.threadlocalmap对象 threadlocalmap map = getmap(t); if (map != null) { // map不为空，通过this(当前对象，即threadlocal对象)获取entry对象 threadlocalmap.entry e = map.getentry(this); if (e != null) { @suppresswarnings(unchecked) t result = (t)e.value; // entry不为空，则直接返回entry中的value值 return result; } } // 如果map或entry为空，则返回初始值-null return setinitialvalue();}// 设置初始值，初始化threadlocalmap对象，并设置value为 nullprivate t setinitialvalue() { // 初始化值，此方法返回 null t value = initialvalue(); thread t = thread.currentthread(); threadlocalmap map = getmap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createmap(t, value); return value;}remove方法public void remove() { // 通过当前线程获取线程中的threadlocal.threadlocalmap对象 threadlocalmap m = getmap(thread.currentthread()); if (m != null) // 移除对象 m.remove(this);}// 根据key，删除对应的所有值private void remove(threadlocal key) { entry[] tab = table; int len = tab.length; // 获取key对应的 entry[] 下标 int i = key.threadlocalhashcode & (len-1); for (entry e = tab[i]; e != null; // 获取下一个entry对象 e = tab[i = nextindex(i, len)]) { if (e.get() == key) { e.clear(); // 通过重新哈希位于staleslot和下一个null插槽之间的任何可能冲突的条目，来清除陈旧的条目。这还会清除尾随null之前遇到的所有其他过时的条目，防止出现内存泄漏问题 expungestaleentry(i); return; } }}总结：
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另外，threadlocal不适合在并发量非常大的情况下使用，因为每个线程都会创建自己的变量副本，可能会导致内存消耗过大。
threadlocal内存泄漏问题在上面的代码中，我们可以看出，当前threadlocal的引用k被传递给weakreference的构造函数，所以threadlocalmap中的key为threadlocal的弱引用。
如果当前线程一直存在且没有调用该threadlocal的remove方法，如果这个时候别的地方还有对threadlocal的引用，那么当前线程中的threadlocalmap中会存在对threadlocal变量的引用和value对象的引用，是不会释放的，会造成内存泄漏。
threadlocalmap中的entry的key使用的是threadlocal对象的弱引用，在没有其他地方对threadloca依赖，threadlocalmap中的threadlocal对象就会被回收掉，但是对应的value值不会被回收，这个时候map中就可能存在key为null但是value不为null的项，也会造成内存泄漏。
小结threadlocal是一种多线程编程的工具，可以帮助我们在多线程环境中管理线程本地的变量。它通过threadlocal实例和threadlocalmap的组合实现了这一功能。
使用threadlocal时需要注意内存泄漏和性能问题，确保合理使用。
使用完threadlocal后，一定执行remove操作，避免出现内存泄漏情况。
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