秋招Java后端开发冲刺——并发篇2（ThreadLocal、Future接口）

本文对ThreadLocal类和Future接口进行了总结概括，包括ThreadLocal类的原理、内存泄露等问题，和Future接口的使用等问题。

一、ThreadLocal

1. 介绍
ThreadLocal（线程局部变量）是Java中的一个类，线程通过维护一个本地变量副本，从而保证对该变量的访问不受其他线程的影响。
2. 实现原理

• 每个线程中都有一个ThreadLocalMap 类型的threadLocals 变量和 一个 inheritableThreadLocals 变量
• ThreadLocalMap是ThreadLocal的静态内部类，存储的是以ThreadLocal实例为 key ，Object 对象为 value 的键值对
• 当调用ThreadLocal类实例的get和set方法修改变量值的时候实际上调用的是ThreadLocalMap类的get和set方法，数据实际存储在ThreadLocalMap中
  
• 源码

① get方法

public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T) e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

② set方法

public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        map.set(this, value);
    } else {
        createMap(t, value);
    }
}

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

3. 内存泄漏问题

（1）虚引用、弱引用、软引用和强引用

• 虚引用：主要用于在对象被回收时，进行一些后续处理工作；必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用
• 弱引用：主要用于实现规范化映射；当垃圾收集器运行时，无论内存是否充足都会回收这些对象
• 软引用：要用于实现内存敏感的缓存；在垃圾收集器判断内存不足时，会回收这些对象
• 强引用：当一个对象被强引用时，垃圾收集器不会回收该对象，即使内存不足也不会回收。通过new对象实例可以创建。

（2）ThreaLocal内存泄露是因为ThreadLocalMap 中的 key 为 ThreadLocal 的弱引用，而 value 是强引用，因此当垃圾回收时会回收ThreadLocal对象实例，而与之对应的value不会被回收，之后该value也不能再使用，由此导致内存泄露。
注：使用ThreadLocal时一定要手动调用remove()方法

二、 Future接口

1. 介绍
Future 接口提供了一种处理异步计算结果的机制，通过使用 Future 和 其实现类FutureTask，可以方便地处理并发编程中的异步任务管理。
2. 常用方法

3. CompletableFuture 和Future之间的区别与联系