面试夺命三问之《你真的了解ThreadLocal吗？》
程序员casper2019-06-27 16:51
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第一问：你了解ThreadLocal吗？
ThreadLocal主要用来存储当前线程上下文的变量信息，它可以保障存储进去的数据，只能被当前线程读取到，并且线程之间不会相互影响。
ThreadLocal提供了set和get函数，set函数表示把数据存储到线程的上下文中，get函数表示从线程的上下文中读取数据。通过get函数读取数据，类似于以当前线程线程为key从map中读取数据。
在实际的应用场景中，InheritableThreadLocal可能更常用，它不仅可以取出当前线程存储的数据，还可以在子线程中读取父线程存储的数据。某些业务场景中，需要开启子线程，InheritableThreadLocal就派上用场了。
第二问：ThreadLocal有哪些典型的应用场景？
1、数据库事务。
事务的实现原理非常简单，只需要在整个请求的处理过程中，用同一个connection开启事务、执行sql、提交事务就可以了。按照这个思路，实现起来也有两种方案，一种就是在第一次执行的时候 ，获取connection，在调用其他函数的时候，显示的传递connection对象。这种方案，只能存在于学习的demo中，无法应用到项目实践。
另一种方案就是通过AOP的方式，对执行数据库事务的函数进行拦截。函数开始前，获取connection开启事务并存储在ThreadLocal中，任何用到connection的地方，从ThreadLocal中获取，函数执行完毕后，提交事务释放connection。
2、web项目中的用户登录信息。
web项目中，用户的登录信息通常保存在session中。按照分层的设计理念，往往会被分成controller层、service层、dao层等等，还约定在service层是不能处理request、session等对象的。一种方案是调用service函数的时候，显示的传递用户信息；另一种方案则是用到了ThreadLocal，做一个拦截器，把用户信息放在ThreadLocal中，在任何用到用户信息的时候，只需要从TreadLocal中读取就可以了。
第三问：ThreadLocal实现原理是什么？
step1：首先看一下ThreadLocalMap，它是在ThreadLocal定义的一个内部类，看名字，就可以知道它用你来存储键值对的。只不过呢，它的Key只能是ThreadLocal对象。
step2：再来看一下Thread，它有个ThreadLocalMap类型的属性threadLocals。
step3：最后看一下get()函数的实现，得到当前线程的ThreadLocalMap，然后以当前的ThreadLocal对象为key，读取数据。这也就解释了为什么线程之间不会相互干扰，因为读取数据的时候，是从当前线程的ThreadLocalMap中读取的。
再来思考一下这个问题：
为什么get和set支持能存储一个对象，而不像HashMap那样通过Key存储多个对象呢？当使用ThreadLocal存储多个对象时，一种办法是多定义几个ThreadLocal对象，另一种办法是让ThreadLocal存储一个集合类，就会有这样的困扰，ThreadLocal为什么这样设计呢？
要回答这个问题，首先要明确一点，当做缓存的设计时，一定要考虑什么时候释放资源！这点对于基础类库尤其重要，可不希望由于程序员不好的编程习惯，导致内存溢出问题。如果允许ThreadLocal存储多个Key，也就是把清楚数据的工作负担推给了程序员，这显然是不负责任的。可能还有个解决方案，ThreadLocalMap设计成类似WeakHashMap的数据结构不就得了，很多缓存都是这么做的！一般的缓存，是允许cache miss的，发生了cache miss，只需要从源数据再次读取，而TreadLocal却不能这么设计。
来看一下Java类库的设计者们，是怎么解决这个问题的呢。看一下ThreadLocalMap中Entity的定义，它是一个WeakReference。这种定义的方式，就是说当ThreadLocal没有别的引用的时候，是允许被GC的。如果没有这样的定义，即使在程序中设置了变量为null，因为在ThreadLocalMap还有引用，ThreadLocal并不会被GC。
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