執行緒封閉之棧封閉和ThreadLocal
執行緒封閉
在多執行緒的環境中，我們經常使用鎖來保證執行緒的安全，但是對於每個執行緒都要用的資源使用鎖的話那麼程式執行的效率就會受到影響，這個時候可以把這些資源變成執行緒封閉的形式。
1、棧封閉
所謂的棧封閉其實就是使用區域性變數存放資源，我們知道區域性變數在記憶體中是存放在虛擬機器棧中，而棧又是每個執行緒私有獨立的，所以這樣可以保證執行緒的安全。
2、ThreadLocal
我們先看ThreadLocal和執行緒Thread的關係圖。
再看下ThreadLocal的操作，以get為例
public T get() {
// 當前執行緒
Thread t = Thread.currentThread();
// 拿到當前執行緒的threadLocalMap，即上圖中的map引用
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// 拿到當前ThreadLocal為Key對應的Entry，裡面做了防止記憶體洩漏的處理
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// 如果為null設定預設值
return setInitialValue();
}如上面get方法的原始碼所示，在呼叫threadLocal.get()方法的時候，threadLocal拿到當前執行緒中ThreadLocalMap中以threadLocal自身為key對應的entry，在這個getEntry方法中裡面做了記憶體洩漏的處理，大概處理邏輯就是如果threadLocal對應的Entry為null的話，讓這個entry的value為null並且map中threadLocal對應下標置null，如果不為null的話返回，否則的話則呼叫預設值方法setInitialValue()
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
// 預設null實現
protected T initialValue() {
return null;
}setInitialValue()方法邏輯比較簡單，這裡不多贅述，值得注意的是裡面呼叫的initialValue()，並沒有任何的實現，所以我們使用threadLocal的時候一般都會選擇重寫實現這個方法。
// 這裡main方法測試，所以用static修飾，會延長threadLocal的生命週期，有記憶體洩漏的風險，一般作為成員變數就足夠了
public static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>(){ @Override protected String initialValue() { return "init string from initialValue method"; } }; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 未放入value直接呼叫get System.err.println("invoke get before any set：" + threadLocal.get()); threadLocal.set("test"); System.err.println("before thread start : " + threadLocal.get()); new Thread(() -> { // 對相同的threadLocal物件放入值 threadLocal.set("test in thread"); System.err.println("In thread[" + Thread.currentThread().getName() + "] threadLocal value : " + threadLocal.get()); }).start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(1); // 證明threadLocal中的value不線上程中共享 System.err.println("after thread value : " + threadLocal.get()); }result:
結合這個小程式和上面的圖就可以對threadLocal有一個大概的理解了。其他的方法如set、remove等方法都大同小異，可以結合圖片去看原始碼，這裡不再贅述。
關於記憶體洩漏的問題
1、在threadLocal的get、set、remove方法中，其對本身可能發生的記憶體洩漏都做了處理，邏輯上面也提到如果對應entry為null，將其value置null，將map中對應下標引用置null。
2、而對於threadLocal中這個物件的洩漏來說，則是採用弱引用的方式來實現，在上面的圖中，我用虛線來表示弱引用，弱引用的意思是在JVM進行垃圾回收的時候這個引用會被回收（無論記憶體足夠與否）；試想一下，如果使用強引用並且棧中的引用消失了，那麼線上程結束之前這個threadLocal物件不會被回收且無法訪問，也就是造成記憶體洩漏。
3、Java四種引用的簡要概述
上面在ThreadLocal提到了弱引用，這裡順便簡單的說下Java中的四種引用。
- 強引用：指new出來的物件，一般沒有特別申明的物件都是強引用。這種物件只有在GCroots找不到它的時候才會被回收。
- 軟引用（SoftReference的子類）：GC後記憶體不足的情況將只有這種引用的物件回收。
- 弱引用（WeakReference的子類）:GC時回收只有此引用的物件（無論記憶體是否不足）。
- 虛引用（PhantomReference子類）：沒有特別的功能，類似一個追蹤符，配合引用佇列來記錄物件何時被回收。（實際上這四種引用都可以配合引用佇列使用，只要在構造方法中傳入需要關聯的引用佇列就行，在物件呼叫finalize方法的時候會被寫入到隊列當中）
若有不正之處，望指出！