Java ThreadLocal 클래스를 사용하는 방법

그림과 같이:

빠른 시작

다음으로 간단한 예제를 사용하여 ThreadLocal의 기본 사용법을 보여드리겠습니다.

package cuit.pymjl.thradlocal;

/**
 * @author Pymjl
 * @version 1.0
 * @date 2022/7/1 10:56
 **/
public class MainTest {
    static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();

    static void print(String str) {
        //打印当前线程中本地内存中本地变量的值
        System.out.println(str + " :" + threadLocal.get());
        //清除本地内存中的本地变量
        threadLocal.remove();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //设置线程1中本地变量的值
                threadLocal.set("thread1 local variable");
                //调用打印方法
                print("thread1");
                //打印本地变量
                System.out.println("after remove : " + threadLocal.get());
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //设置线程1中本地变量的值
                threadLocal.set("thread2 local variable");
                //调用打印方法
                print("thread2");
                //打印本地变量
                System.out.println("after remove : " + threadLocal.get());
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

실행 결과는 다음과 같습니다. 그림에 표시됨:

ThreadLocal의 원리

ThreadLocal 관련 클래스 다이어그램

먼저 그림과 같이 ThreadLocal 관련 클래스의 클래스 다이어그램 구조를 살펴보겠습니다.

이 사진을 보면 Thread 클래스에 ThreadLocalMap 유형의 변수인 threadLocals와 InheritableThreadLocals가 있고 ThreadLocalMap은 맞춤형 Hashmap임을 알 수 있습니다. 기본적으로 각 스레드의 이 두 변수는 null이며 현재 스레드가 ThreadLocal의 set 또는 get 메서드를 처음 호출할 때만 생성됩니다. 실제로 각 스레드의 지역 변수는 ThreadLocal 인스턴스에 저장되지 않고 호출 스레드의 threadLocals 변수에 저장됩니다. 즉, ThreadLocal 유형의 지역 변수는 특정 스레드 메모리 공간에 저장됩니다. ThreadLocal은 set 메소드를 통해 호출 스레드의 threadLocals에 값을 넣고 이를 저장하는 도구 쉘입니다. 호출 스레드가 get 메소드를 호출하면 사용하기 위해 현재 스레드의 threadLocals 변수에서 값을 가져옵니다. 호출 스레드가 종료되지 않으면 이 지역 변수는 항상 호출 스레드의 threadLocals 변수에 저장됩니다. 따라서 지역 변수가 필요하지 않으면 다음을 호출하여 현재 스레드의 threadLocals에서 지역 변수를 삭제할 수 있습니다. ThreadLocal 변수의 메서드를 제거합니다. 또한 Thread의 threadLocal이 맵 구조로 설계된 이유는 무엇입니까? 분명히 각 스레드는 여러 ThreadLocal 변수와 연관될 수 있기 때문입니다. 다음으로 ThreadLocal의 set, get, Remove

set

    public void set(T value) {
        // 1.获取当前线程（调用者线程）
        Thread t = Thread.currentThread();
        // 2.以当前线程作为key值，去查找对应的线程变量，找到对应的map
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            // 3.如果map不为null，则直接添加元素
            map.set(this, value);
        } else {
            // 4.否则就先创建map，再添加元素
            createMap(t, value);
        }
    }

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        /**
         * 这里是创建一个ThreadLocalMap，以当前调用线程的实例对象为key，初始值为value
         * 然后放入当前线程的Therad.threadLocals属性里面
         */
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        //这里就是直接获取调用线程的成员属性threadlocals
        return t.threadLocals;
    }

get

    public T get() {
        // 1.获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        // 2.获取当前线程的threadlocals，即ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        // 3.如果map不为null，则直接返回对应的值
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        // 4.否则，则进行初始化
        return setInitialValue();
    }

소스코드를 살펴보겠습니다. 다음은 setInitialValuesetInitialValue的代码

private T setInitialValue() {
    //初始化属性，其实就是null
    T value = initialValue();
    //获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //通过当前线程获取ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //如果map不为null，则直接添加元素
    if (map != null) {
        map.set(this, value);
    } else {
        //否则就创建，然后将创建好的map放入当前线程的属性threadlocals
        createMap(t, value);
    }
        //将当前ThreadLocal实例注册进TerminatingThreadLocal类里面
    if (this instanceof TerminatingThreadLocal) {
        TerminatingThreadLocal.register((TerminatingThreadLocal<?>) this);
    }
    return value;
}

这里我需要补充说明一下TerminatingThreadLocal

/**
 * A thread-local variable that is notified when a thread terminates and
 * it has been initialized in the terminating thread (even if it was
 * initialized with a null value).
 * 一个线程局部变量，
 * 当一个线程终止并且它已经在终止线程中被初始化时被通知（即使它被初始化为一个空值）。
 */

코드입니다. 여기에 TerminatingThreadLocal에 대한 추가 설명이 있습니다. 이 클래스는 jdk11에 새로 추가되었으며 jdk8에는 존재하지 않으므로 인터넷의 많은 소스 코드 분석에는 이 클래스에 대한 관련 설명이 없습니다. 이 클래스의 소스 코드를 살펴보았는데 그 기능은 ThreadLocal 메모리 누수 문제를 방지하는 것이어야 합니다(관심 있는 경우 소스 코드를 확인하실 수 있으며 오류가 있으면 수정해 주시기 바랍니다). 공식적인 설명은 다음과 같습니다.

     public void remove() {
         //如果当前线程的threadLocals 变量不为空， 则删除当前线程中指定ThreadLocal 实例的本地变量。
         ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         if (m != null) {
             m.remove(this);
         }
     }

remove

rrreee

Summary

각 스레드 내부에는 threadLocals라는 멤버 변수가 있습니다. 이 변수의 유형은 Hash Map이며, 여기서 키는 우리가 정의한 ThreadLocal 변수입니다. set 메소드를 사용하여 설정한 값입니다. 각 스레드의 지역 변수는 스레드 자체의 메모리 변수 threadLocals에 저장됩니다. 현재 스레드가 절대 죽지 않으면 이러한 지역 변수는 항상 존재하므로 메모리 오버플로가 발생할 수 있으므로 이후에 삭제하려면 ThreadLocal의 제거 메서드를 호출해야 합니다. 스레드에 해당하는 threadLocals의 지역 변수를 사용합니다.

ThreadLocal 메모리 누수

메모리 누수는 왜 발생하나요?

ThreadLocalMap은 ThreadLocal의 약한 참조를 키로 사용합니다. ThreadLocal에 이를 참조할 외부 강력한 참조가 없으면 ThreadLocal은 시스템 GC 중에 필연적으로 재활용됩니다. 키가 ThreadLocalMap에 표시되므로 null 키가 있는 이러한 항목의 값에 액세스할 수 없습니다. 현재 스레드가 계속 종료되면 null 키가 있는 이러한 항목의 값은 항상 강력한 참조 체인을 갖게 됩니다. Thread Ref -> ThreaLocalMap -> 값은 재활용될 수 없으므로 메모리 누수가 발생합니다. 실제로 ThreadLocalMap 설계에서는 이러한 상황이 고려되었으며 몇 가지 보호 조치가 추가되었습니다. ThreadLocalMap 스레드에서 null 키가 있는 모든 값은 get(), set() 및 제거 중에 지워집니다. () ThreadLocal의. 그러나 이러한 수동적 예방 조치는 메모리 누수가 없음을 보장하지 않습니다.

• 정적 ThreadLocal을 사용하면 ThreadLocal의 수명 주기가 연장되어 메모리 누수가 발생할 수 있습니다.

• Allocation은 ThreadLocal을 사용하고 더 이상 get( ) , set(), Remove() 메서드를 사용하면 메모리 누수가 발생합니다

약한 참조를 사용하는 이유는 무엇입니까?

약한 참조를 사용하면 ThreadLocalMap 메모리 누수가 발생한다는 것을 우리 모두 알고 있는데 왜 공무원은 여전히 ​​강한 참조 대신 약한 참조를 사용합니까? 이는 약한 참조와 강한 참조 사용의 차이점으로 시작됩니다.

• 강한 참조를 사용하는 경우: ThreadLocalMap의 수명 주기는 기본적으로 Thread의 수명 주기와 동일하다는 것을 알고 있습니다. 현재 스레드가 종료되지 않으면 ThreadLocalMap은 GC에 의해 재활용되지 않으며 ThreadLocalMap은 강력한 참조를 보유합니다. ThreadLocal을 참조한 다음 ThreadLocal을 참조하면 재활용되지 않습니다. 스레드 수명 주기가 길면 수동으로 삭제하지 않으면 kv 축적이 발생하여 OOM

• 약한 참조를 사용하는 경우: 약한 참조의 개체입니다. 선언 기간이 짧습니다. 왜냐하면 시스템에서 GC 중에 약한 참조가 발견되는 한 객체는 충분한 힙 공간이 있는지 여부에 관계없이 재활용되기 때문입니다. ThreadLocal의 강한 참조가 재활용되면 ThreadLocalMap이 보유한 약한 참조도 재활용됩니다. kv를 수동으로 삭제하지 않으면 값이 누적되고 OOM

으로 이어진다는 것을 알 수 있습니다. 약한 참조를 사용하면 최소한 맵 키의 누적으로 인해 OOM이 발생하지 않는다는 것을 보장할 수 있으며, 해당 값은 제거, 가져오기 및 설정 메소드를 통해 다음 호출에서 지워질 수 있습니다. 메모리 누수의 근본 원인은 약한 참조가 아니라 ThreadLocalMap의 수명 주기가 Thread만큼 길어서 누적이 발생한다는 것을 알 수 있습니다.

Solution

문제의 근본 원인은 값의 축적이기 때문입니다. OOM이 발생하면 올바른 약을 처방하고 매번 사용 후 사용되도록 보장할 수 있습니다. ThreadLocal의 remove() 메소드를 호출하여 약을 정리하면 됩니다.

위 내용은 Java ThreadLocal 클래스를 사용하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!