ThreadLocal分析及使用场景

ThreadLocal是如何实现的？
使用示例

为什么会有ThreadLocal？

提供了一个变量在线程间隔离而在类和方法间共享的一种方法。

虽然我们可以通过其他方法来实现相同的功能，但是使用ThreadLocal会更加的简洁和优雅。

ThreadLocal是如何实现的？

先看结构图，一步一步解释。

大致流程

每个ThreadLocal实例 set 赋值的时候，会先获取到当前线程的ThreadLocals（基于弱引用自定义实现的一个Map），然后把弱引用key指向当前ThreadLocal实例。

ThreadLocals来源于哪里？

追踪发现，来源于当前线程：

为什么使用弱引用

如上面的结构图，正常情况下我们new一个ThreadLocal的时候就有一个强引用指向当前变量，如果数组里的key是强引用，当我们set赋值后，又有一个引用指向当前变量，那么我们就无法通过下面的代码回收ThreadLocal：

ThreadLocal<Object> current = new ThreadLocal<>();
current.set(“str”)
current = null;

那么使用弱引用就可以避免内存泄露吗？

不一定，当我们把current设置为null后，下一次GC会把current内存回收，但是ThreadLocals里面存储的value并不能回收，还是会造成内存泄露，好在ThreadLocal的get和set，remove可以自动去把JVM已经GC掉的ThreadLocal对应的Entry给清理掉，这一点比强引用好，但是也并不保险。

那么我们该如何使用ThreadLocal呢？

如下，我们可以及时释放不再使用的变量。

使用示例

Random随机数

Random在获取随机数的时候，会先通过CAS尝试修改seed，所以多线程下是不安全的。

解决方法：自己封装或者使用JDK8提供的ThreadLocalRandom。

SimpleDateFormat

SimpleDateFormat是线程不安全的，因为parse和format方法会频繁修改父类的calendar。

使用ThreadLocal封装的示例类：

/**
 * 时间工具类
 */
public class TimeUtil {
    public static final String YEAR_MONTH_DAY_SECOND = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
    public static final String YEAR_MONTH_DAY_SECOND2 = "yyyy/MM/dd HH:mm:ss";
    public static final String YEAR_MONTH_DAY_SECOND3 = "yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒";
    public static final String YEAR_MONTH_DAY = "yyyy-MM-dd";
    public static final String YEAR_MONTH_DAY2 = "yyyy年MM月dd日";
    /**
     * 采用 ThreadLocal 避免 SimpleDateFormat 非线程安全的问题
     * <p>
     * Key —— 时间格式
     * Value —— 解析特定时间格式的 SimpleDateFormat
     */
    private static ThreadLocal<Map<String, SimpleDateFormat>> sThreadLocal = new ThreadLocal<>();
    /**
     * 获取解析特定时间格式的 SimpleDateFormat
     *
     * @param pattern 时间格式
     */
    private static SimpleDateFormat getDateFormat(String pattern) {
        Map<String, SimpleDateFormat> strDateFormatMap = sThreadLocal.get();
        if (strDateFormatMap == null) {
            strDateFormatMap = new HashMap<>();
        }
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = strDateFormatMap.get(pattern);
        if (simpleDateFormat == null) {
            simpleDateFormat = new SimpleDateFormat(pattern, Locale.getDefault());
            strDateFormatMap.put(pattern, simpleDateFormat);
            sThreadLocal.put(strDateFormatMap);
        }
        return simpleDateFormat;
    }
    /**
     * 时间格式化
     *
     * @param date：要格式化的时间
     * @param pattern：要格式化的类型
     */
    public static String formatDate(Date date, String pattern) {
        if (date == null || pattern == null) {
            return null;
        }
        return getDateFormat(pattern).format(date);
    }
}

ThreadLocal是如何实现的？

使用示例

Random随机数

SimpleDateFormat

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