2.4ThreadLocal线程数据隔离实现_自定义的threadlocal实现的线程隔离工具

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。

ThreadLocal提供了线程的局部变量，每个线程都可以通过set()和get()来对这个局部变量进行操作，但不会和其他线程的局部变量进行冲突，实现了线程的数据隔离

=>往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。

ThreadLocalMap没有链表结构，冲突时会线性向后查找。

这里还画了一个Entry中的key为null的数据（Entry=2 的灰色块数据），因为key值是弱引用类型，所以会有这种数据存在。在set过程中，如果遇到了key过期的Entry数据，实际上是会进行一轮探测式清理操作的，具体操作方式后面会讲到。

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Thread内存泄露问题

ThreadLocal内存泄漏的根源是：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一样长，如果没有手动删除对应key就会导致内存泄漏，而不是因为弱引用。

想要避免内存泄露就要手动remove()掉！

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这里为什么要使用弱引用呢？

原因是如果不使用弱引用，那么当持有value的强引用释放掉后，当线程没有回收释放时，threadLocalMap会一直持有ThreadLocal以及value的强应用，导致value不能够被回收，从而造成内存泄漏。

通过使用弱引用，当ThreadLocal的强引用释放掉后，通过一次系统gc检查，发现ThreadLocal对象只有threadLocalMap中Entry的若引用持有，此时根据弱引用的机制就会回收ThreadLocal对象，从而避免了内存泄露。

• 当有强引用指向value内存区域时，即使进行gc，弱引用也不会被释放，对象不回被回收。
• 当无强引用指向value内存区域是，此时进行gc，弱引用会被释放，对象将会执行回收流程。

java四种引用类型

• 强引用：我们常常 new 出来的对象就是强引用类型，只要强引用存在，垃圾回收器将永远不会回收被引用的对象，哪怕内存不足的时候
• 软引用：使用 SoftReference 修饰的对象被称为软引用，软引用指向的对象在内存要溢出的时候被回收
• 弱引用：使用 WeakReference 修饰的对象被称为弱引用，只要发生垃圾回收，若这个对象只被弱引用指向，那么就会被回收
• 虚引用：虚引用是最弱的引用，在 Java 中使用 PhantomReference 进行定义。虚引用中唯一的作用就是用队列接收对象即将死亡的通知

ThreadLocal中有一个属性为HASH_INCREMENT = 0x61c88647

每当创建一个ThreadLocal对象，这个ThreadLocal.nextHashCode 这个值就会增长 0x61c88647 。

这个值很特殊，它是斐波那契数 也叫 黄金分割数。hash增量为 这个数字，带来的好处就是 hash 分布非常均匀。

接着看剩下for循环中的逻辑：

1. 遍历当前key值对应的桶中Entry数据为空，这说明散列数组这里没有数据冲突，跳出for循环，直接set数据到对应的桶中
2. 如果key值对应的桶中Entry数据不为空
   2.1 如果k = key，说明当前set操作是一个替换操作，做替换逻辑，直接返回
   2.2 如果key = null，说明当前桶位置的Entry是过期数据，执行replaceStaleEntry()方法(核心方法)，然后返回
3. for循环执行完毕，继续往下执行说明向后迭代的过程中遇到了entry为null的情况
   3.1 在Entry为null的桶中创建一个新的Entry对象
   3.2 执行++size操作
4. 调用cleanSomeSlots()做一次启发式清理工作，清理散列数组中Entry的key过期的数据
   4.1 如果清理工作完成后，未清理到任何数据，且size超过了阈值(数组长度的 2/3)，进行rehash()操作
   4.2 rehash()中会先进行一轮探测式清理，清理过期key，清理完成后如果size >= threshold - threshold / 4，就会执行真正的扩容逻辑(扩容逻辑往后看)

ThreadLocalMap的两种过期key数据清理方式：探测式清理和启发式清理。

我们先讲下探测式清理，也就是expungeStaleEntry方法，遍历散列数组，从开始位置向后探测清理过期数据，将过期数据的Entry设置为null，沿途中碰到未过期的数据则将此数据rehash后重新在table数组中定位，如果定位的位置已经有了数据，则会将未过期的数据放到最靠近此位置的Entry=null的桶中，使rehash后的Entry数据距离正确的桶的位置更近一些。

启发式清理被作者定义为：Heuristically scan some cells looking for stale entries.

InheritableThreadLocal

在异步场景下给子线程共享父线程中创建的线程副本数据的。

实现原理是子线程是通过在父线程中通过调用new Thread()方法来创建子线程，Thread#init方法在Thread的构造方法中被调用。在init方法中拷贝父线程数据到子线程中。

InheritableThreadLocal仍然有缺陷，一般我们做异步化处理都是使用的线程池，而InheritableThreadLocal是在new Thread中的init()方法给赋值的，而线程池是线程复用的逻辑，所以这里会存在问题。

（阿里巴巴开源了一个TransmittableThreadLocal组件就可以解决这个问题）