【Java】ThreadLocal細節分析

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      ThreadLocal通過中文解釋就是執行緒區域變數，是線程的一個局部變數。根據哲學家黑格爾“的存在即合理”的說法，ThreadLocal的出現肯定是有它的意義，它的出現也是因為多線程的一個產物。ThreadLocal既然跟線程有關係，那肯定得先對線程瞭解瞭解。

 

      從網上找來了一句話：Java線程的建立，除了堆棧空間，每個線程還需要為線程本機存放區（thread-local storage）和內部資料結構提供一些本機記憶體。

 

      先來學習一下什麼是堆棧空間？

      

      以上是Java虛擬機器運行時資料區的結構圖，看出，堆棧（即圖中的虛擬機器棧）是Java運行時記憶體配置的一部分，這個堆棧的大小可以用過JVM啟動參數Xss設定（JDK5+版本預設好像是1M），那麼，這個堆棧是幹什麼用的呢？大學期間有認真學習過一些技術課程如作業系統、資料結構、C語言等學科的話，不在話下。可惜，我不是這種學生。為了能理解堆棧的一些相關知識，我快速閱覽相關知識繼續學習（現在才知道大學的知識真的是很用，如果再給我4年時間，算了，現在學習也為時不晚）。一句話，它是線程執行方法（位元組碼）的地方，每建立一個線程執行個體，就是分配固定大小（Xss設定參數）的記憶體空間給線程執行方法用，具體結構圖如下：

 

 

 

 

的每一個棧幀就相當於一個方法的執行，更多可參考《深入理解Java虛擬機器》8.2章節。

 

上面已經大概的瞭解了一下堆棧，那就再來看看線程的堆棧與本地變數的一個關係結構圖：

 

      我們知道，線程執行個體也是一個對象，對象都是存放在堆裡面的。從可以看出，當建立一個新的線程，那麼就會有一個相對應的堆棧空間建立，那個stack部分就可以很好的解析上文提到的一句話“Java線程的建立，除了堆棧空間，每個線程還需要為執行緒區域儲存（thread-local storage）和內部資料結構提供一些本機記憶體”。這個stack地區就是堆棧空間,而在這個堆棧空間裡面有兩個直線了堆棧對象的引用，一個是線程執行個體的應用，另一個就是本地變數的引用。

 

總結：

 

1、  堆棧的溢出不會直接因為ThreadLocal儲存對象的過大的導致堆疊溢位，因為線程堆棧儲存的只是引用。真正的對象還是在堆裡面，如果對象大到超出堆記憶體的限制，反而會導致堆溢出。

 

2、  從源碼可以看出，每個Thread中都存在一個Map，Map的類型是ThreadLocal.ThreadLocalMap。Map中的key為一個Threadlocal執行個體。這個Map的確使用了弱引用，不過弱引用只是針對key。每個key都弱引用指向Threadlocal。 當把Threadlocal執行個體置為null以後,沒有任何強引用指向Threadlocal執行個體，所以Threadlocal將會被gc回收。但是，我們的value卻不能回收，因為存在一條從current thread串連過來的強引用。只有當前thread結束以後， current thread就不會存在棧中,強引用斷開，Current Thread、 Map,、value將全部被GC回收。

 

3、  堆棧的生命週期是跟隨著線程的生命週期，當線程池中的線程執行個體還在，堆棧也不會被回收或者清空，所以，原來的ThreadLocalMap還是存在的。所以，當線程池與ThreadLocal同時使用的時候特別需要注意。

【Java】ThreadLocal細節分析