【面试真题拆解18】你知道ThreadLocal是什么吗

ThreadLocal 是线程专属的本地变量，它的设计是给每个线程创建一份独立的变量副本，线程之间完全不共享数据，天然实现线程隔离，全程无锁竞争，性能远高于加锁保证线程安全的方案。

每个 Thread 内部都有一个专属的成员变量 ThreadLocalMap（不是 ThreadLocal 的！），Key 是 ThreadLocal 实例本身（弱引用），Value 是存的变量（强引用）。

官话太多，直接上例子。

以用户上下文传递举个例子

/** * 用户上下文工具类 * 用ThreadLocal存当前登录用户的ID，避免层层传参 */publicclassUserContextHolder {// 定义ThreadLocal，存用户IDprivatestaticfinal ThreadLocal<Long> USER_ID_THREAD_LOCAL = newThreadLocal<>();/**     * 设置用户ID     */publicstaticvoidsetUserId(Long userId) {        USER_ID_THREAD_LOCAL.set(userId);    }/**     * 获取用户ID     */publicstatic Long getUserId() {return USER_ID_THREAD_LOCAL.get();    }/**     * 必须手动调用！清理ThreadLocal，防止内存泄漏     */publicstaticvoidclear() {        USER_ID_THREAD_LOCAL.remove();    }}

和加锁保证线程安全的区别

小贴士

很多人以为ThreadLocalMap的Key是“线程ID”，其实Key是ThreadLocal实例本身，不是线程ID。

一个线程可以有多个ThreadLocal实例，每个实例对应一个Value，存到同一个ThreadLocalMap里，Key不同，互不干扰。

ThreadLocal内存泄漏问题

Java中的4种引用强度

1. 1. 强引用

我们平时写的 Object obj = new Object() 就是强引用，只要强引用还在，GC永远不会回收这个对象。

1. 2. 软引用

用 SoftReference 包装的引用，只有当内存不够用的时候，GC 才会回收这个对象。

1. 3. 弱引用

用 WeakReference 包装的引用，只要GC一运行，不管内存够不够，都会回收这个对象。

1. 4. 虚引用

用 PhantomReference 包装的引用，完全不影响对象的生命周期，只是用来在对象被 GC 回收前收到一个通知，做一些收尾工作。

ThreadLocalMap的Entry结构

ThreadLocalMap的Entry是继承自WeakReference的，结构如下：

staticclassEntryextendsWeakReference<ThreadLocal<?>> {    Object value;    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {super(k); // Key是弱引用        value = v; // Value是强引用    }}

假设创建了一个 ThreadLocal 实例，有外部强引用指向它，同时把它作为 Key 存到了线程的 ThreadLocalMap 里；

当用完 ThreadLocal 后，没有手动 remove，而且外部的强引用也没了（比如 threadLocal = null），因为 Key 是弱引用，GC 一运行，Key 就被回收了，变成了 null。

但是， Value 是强引用，只要线程还活着，Value 就不会被 GC 回收，这就导致了内存泄漏。

更严重的还有，如果用了线程池，线程会被长期复用，不仅内存泄漏，还会导致用户信息串号、数据错误等严重的业务问题。

怎么避免内存泄漏

使用完ThreadLocal后，手动调用 remove() 方法。

举个例子，在Spring Boot的拦截器里：

@ComponentpublicclassUserInterceptorimplementsHandlerInterceptor {@OverridepublicbooleanpreHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {// 从Token里解析出用户ID，存到ThreadLocalLonguserId= parseUserIdFromToken(request.getHeader("Authorization"));        UserContextHolder.setUserId(userId);returntrue;    }@OverridepublicvoidafterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) {// 在这里清理，不管请求成功失败，都要清理。        UserContextHolder.clear();    }}