本篇內(nèi)容主要講解“面試官問(wèn)到ThreadLocal的問(wèn)題怎么回答”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“面試官問(wèn)到ThreadLocal的問(wèn)題怎么回答”吧!

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開(kāi)場(chǎng)

杭州某商務(wù)樓里，正發(fā)生著一起求職者和面試官的battle。

面試官：你先自我介紹一下。

安琪拉：面試官你好，我是草叢三婊，最強(qiáng)中單(妲己不服)，草地摩托車(chē)車(chē)手，第21套廣播體操推廣者，火的傳人安琪拉，這是我的簡(jiǎn)歷，請(qǐng)過(guò)目。

面試官：看你簡(jiǎn)歷上寫(xiě)熟悉多線程編程，熟悉到什么程度?

安琪拉：精通。

對(duì)。。。，你沒(méi)看錯(cuò)，問(wèn)就是“精通”，把666打在評(píng)論區(qū)。

面試官：

[心想] 莫不是個(gè)憨批，上來(lái)就說(shuō)自己精通，誰(shuí)把精通掛嘴上，莫不是個(gè)愣頭青嘞!

面試官：那我們開(kāi)始吧。用過(guò)Threadlocal 吧?

安琪拉：用過(guò)。

面試官：那你跟我講講 ThreadLocal 在你們項(xiàng)目中的用法吧。

安琪拉：我們項(xiàng)目屬于保密項(xiàng)目，無(wú)可奉告，你還是換個(gè)問(wèn)題吧!

面試官：那說(shuō)個(gè)不保密的項(xiàng)目，或者你直接告訴我Threadlocal 的實(shí)現(xiàn)原理吧。

正題

安琪拉：show time。。。

安琪拉：舉個(gè)栗子，我們支付寶每秒鐘同時(shí)會(huì)有很多用戶請(qǐng)求，那每個(gè)請(qǐng)求都帶有用戶信息，我們知道通常都是一個(gè)線程處理一個(gè)用戶請(qǐng)求，我們可以把用戶信息丟到Threadlocal里面，讓每個(gè)線程處理自己的用戶信息，線程之間互不干擾。

面試官：等等，問(wèn)你個(gè)私人問(wèn)題，為什么從支付寶跑出來(lái)面試，受不了PUA了嗎?

安琪拉：PUA我，不存在的，能PUA我的人還沒(méi)出生呢!公司食堂吃膩了，想換換口味。

面試官：那你來(lái)給我講講Threadlocal是干什么的?

安琪拉：Threadlocal 主要用來(lái)做線程變量的隔離，這么說(shuō)可能不是很直觀。

還是說(shuō)前面提到的例子，我們程序在處理用戶請(qǐng)求的時(shí)候，通常后端服務(wù)器是有一個(gè)線程池，來(lái)一個(gè)請(qǐng)求就交給一個(gè)線程來(lái)處理，那為了防止多線程并發(fā)處理請(qǐng)求的時(shí)候發(fā)生串?dāng)?shù)據(jù)，比如AB線程分別處理安琪拉和妲己的請(qǐng)求，A線程本來(lái)處理安琪拉的請(qǐng)求，結(jié)果訪問(wèn)到妲己的數(shù)據(jù)上了，把妲己支付寶的錢(qián)轉(zhuǎn)走了。

所以就可以把安琪拉的數(shù)據(jù)跟A線程綁定，線程處理完之后解除綁定。

面試官：那把你剛才說(shuō)的場(chǎng)景用偽代碼實(shí)現(xiàn)一下，來(lái)筆給你!

安琪拉：ok

//存放用戶信息的ThreadLocal private static final ThreadLocal userInfoThreadLocal = new ThreadLocal<>();  public Response handleRequest(UserInfo userInfo) {   Response response = new Response();   try {     // 1.用戶信息set到線程局部變量中     userInfoThreadLocal.set(userInfo);     doHandle();   } finally {     // 3.使用完移除掉     userInfoThreadLocal.remove();   }    return response; }      //業(yè)務(wù)邏輯處理 private void doHandle () {   // 2.實(shí)際用的時(shí)候取出來(lái)   UserInfo userInfo = userInfoThreadLocal.get();   //查詢用戶資產(chǎn)   queryUserAsset(userInfo); }

1.2.3 步驟很清楚了。

面試官：那你跟我說(shuō)說(shuō)Threadlocal 怎么實(shí)現(xiàn)線程變量的隔離的?

安琪拉：Oh, 這么快進(jìn)入正題，我先給你畫(huà)個(gè)圖，如下：

面試官：圖我看了，那你對(duì)著前面你寫(xiě)的代碼講一下對(duì)應(yīng)圖中流程。

安琪拉：沒(méi)問(wèn)題

• 首先我們通過(guò)ThreadLocal

  userInfoThreadLocal = new ThreadLocal()  初始化了一個(gè)Threadlocal 對(duì)象，就是上圖中說(shuō)的Threadlocal 引用，這個(gè)引用指向堆中的ThreadLocal 對(duì)象;

• 然后我們調(diào)用userInfoThreadLocal.set(userInfo); 這里做了什么事呢?

我們把源代碼拿出來(lái)，看一看就清晰了。

我們知道 Thread 類(lèi)有個(gè) ThreadLocalMap 成員變量，這個(gè)Map key是Threadlocal  對(duì)象，value是你要存放的線程局部變量。

# Threadlocal類(lèi) Threadlocal.class  public void set(T value) {   //獲取當(dāng)前線程Thread，就是上圖畫(huà)的Thread 引用   Thread t = Thread.currentThread();    //Thread類(lèi)有個(gè)成員變量ThreadlocalMap，拿到這個(gè)Map   ThreadLocalMap map = getMap(t);   if (map != null)     //this指的就是Threadlocal對(duì)象     map.set(this, value);   else     createMap(t, value); }  ThreadLocalMap getMap(Thread t) {   //獲取線程的ThreadLocalMap   return t.threadLocals; }  void createMap(Thread t, T firstValue) {   //初始化   t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); }

# Thread類(lèi) Thread.class public class Thread implements Runnable {     //每個(gè)線程都有自己的ThreadLocalMap 成員變量     ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null; }

這里是在當(dāng)前線程對(duì)象的ThreadlocalMap中put了一個(gè)元素(Entry)，key是Threadlocal對(duì)象，value是userInfo。

理解兩件事就都清楚了：

ThreadLocalMap 類(lèi)的定義在 Threadlocal中。

• 第一，Thread 對(duì)象是Java語(yǔ)言中線程運(yùn)行的載體，每個(gè)線程都有對(duì)應(yīng)的Thread 對(duì)象，存放線程相關(guān)的一些信息，

• 第二，Thread類(lèi)中有個(gè)成員變量ThreadlocalMap，你就把他當(dāng)成普通的Map，key存放的是Threadlocal對(duì)象，value是你要跟線程綁定的值(線程隔離的變量)，比如這里是用戶信息對(duì)象(UserInfo)。

面試官：你剛才說(shuō)Thread 類(lèi)有個(gè) ThreadlocalMap 屬性的成員變量，但是ThreadlocalMap 的定義卻在Threadlocal  中，為什么這么做?

安琪拉：我們看下ThreadlocalMap的說(shuō)明

class ThreadLocalMap * ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for * maintaining thread local values. No operations are exported * outside of the ThreadLocal class. The class is package private to * allow declaration of fields in class Thread.  To help deal with * very large and long-lived usages, the hash table entries use * WeakReferences for keys. However, since reference queues are not * used, stale entries are guaranteed to be removed only when * the table starts running out of space.

大概意思是ThreadLocalMap 就是為維護(hù)線程本地變量而設(shè)計(jì)的，只做這一件事情。

這個(gè)也是為什么 ThreadLocalMap 是Thread的成員變量，但是卻是Threadlocal  的內(nèi)部類(lèi)(非public，只有包訪問(wèn)權(quán)限，Thread和Threadlocal都在java.lang  包下)，就是讓使用者知道ThreadLocalMap就只做保存線程局部變量這一件事的。

面試官：既然是線程局部變量，那為什么不用線程對(duì)象(Thread對(duì)象)作為key，這樣不是更清晰，直接用線程作為key獲取線程變量?

安琪拉：這樣設(shè)計(jì)會(huì)有個(gè)問(wèn)題，比如:  我已經(jīng)把用戶信息存在線程變量里了，這個(gè)時(shí)候需要新增加一個(gè)線程變量，比方說(shuō)新增用戶地理位置信息，我們ThreadlocalMap  的key用的是線程，再存一個(gè)地理位置信息，key都是同一個(gè)線程(key一樣)，不就把原來(lái)的用戶信息覆蓋了嘛。Map.put(key,value)  操作熟悉吧，所以網(wǎng)上有些文章說(shuō)ThreadlocalMap使用線程作為key是瞎扯的。

面試官：那新增地理位置信息應(yīng)該怎么做?

安琪拉：新創(chuàng)建一個(gè)Threadlocal對(duì)象就好了，因?yàn)門(mén)hreadLocalMap的key是Threadlocal 對(duì)象，比如新增地理位置，我就再  Threadlocal < Geo> geo = new Threadlocal(),  存放地理位置信息，這樣線程的ThreadlocalMap里面會(huì)有二個(gè)元素，一個(gè)是用戶信息，一個(gè)是地理位置。

面試官：ThreadlocalMap 是什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的?

安琪拉：跟HashMap 一樣，也是數(shù)組實(shí)現(xiàn)的。

代碼如下：

class ThreadLocalMap {  //初始容量  private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;  //存放元素的數(shù)組  private Entry[] table;  //元素個(gè)數(shù)  private int size = 0; }

table  就是存儲(chǔ)線程局部變量的數(shù)組，數(shù)組元素是Entry類(lèi)，Entry由key和value組成，key是Threadlocal對(duì)象，value是存放的對(duì)應(yīng)線程變量

我們前面舉得例子，數(shù)組存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下圖：

面試官：ThreadlocalMap 發(fā)生hash沖突怎么辦?跟HashMap 有什么區(qū)別?

安琪拉：【心想】第一次碰到有問(wèn)ThreadlocalMap哈希沖突的，這個(gè)面試越來(lái)越有意思了。

說(shuō)道：有區(qū)別的，對(duì)待哈希沖突，HashMap采用的鏈表 + 紅黑樹(shù)的形式，如下圖，鏈表長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)(>8) 就會(huì)轉(zhuǎn)成紅黑樹(shù):

ThreadlocalMap既沒(méi)有鏈表，也沒(méi)有紅黑樹(shù)，采用的是鏈地址法，  鏈地址法就是如果發(fā)生沖突，ThreadlocalMap直接往后找相鄰的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果相鄰節(jié)點(diǎn)為空，直接存進(jìn)去，如果不為空，繼續(xù)往后找，直到找到空的，把元素放進(jìn)去，或者元素個(gè)數(shù)超過(guò)數(shù)組長(zhǎng)度閾值，進(jìn)行擴(kuò)容。

如下圖：還是以之前的例子講解，ThreadlocalMap 數(shù)組長(zhǎng)度是4，現(xiàn)在存地理位置的時(shí)候發(fā)生hash沖突(位置1已經(jīng)有數(shù)據(jù))，那就把往后找，發(fā)現(xiàn)2  這個(gè)位置為空，就直接存放在2這個(gè)位置。

源代碼(如果閱讀起來(lái)困難，可以看完后文回過(guò)頭來(lái)閱讀):

private void set(ThreadLocal key, Object value) {   Entry[] tab = table;   int len = tab.length;   // hashcode & 操作其實(shí)就是 %數(shù)組長(zhǎng)度取余數(shù)，例如：數(shù)組長(zhǎng)度是4，hashCode % (4-1) 就找到要存放元素的數(shù)組下標(biāo)   int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);    //找到數(shù)組的空槽（=null），一般ThreadlocalMap存放元素不會(huì)很多   for (Entry e = tab[i];        e != null; //找到數(shù)組的空槽（=null）        e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {     ThreadLocal k = e.get();      //如果key值一樣，算是更新操作，直接替換     if (k == key) {       e.value = value;       return;     }   //key為空，做替換清理動(dòng)作，這個(gè)后面聊WeakReference的時(shí)候講     if (k == null) {       replaceStaleEntry(key, value, i);       return;     }   }  //新new一個(gè)Entry   tab[i] = new Entry(key, value);   //數(shù)組元素個(gè)數(shù)+1   int sz = ++size;   //如果沒(méi)清理掉元素或者存放元素個(gè)數(shù)超過(guò)數(shù)組閾值，進(jìn)行擴(kuò)容   if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)     rehash(); }  //順序遍歷 +1 到了數(shù)組尾部，又回到數(shù)組頭部（0這個(gè)位置） private static int nextIndex(int i, int len) {   return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0); }  // get()方法，根據(jù)ThreadLocal key獲取線程變量 private Entry getEntry(ThreadLocal key) {   //計(jì)算hash值 & 操作其實(shí)就是 %數(shù)組長(zhǎng)度取余數(shù)，例如：數(shù)組長(zhǎng)度是4，hashCode % (4-1) 就找到要查詢的數(shù)組地址   int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);   Entry e = table[i];   //快速判斷 如果這個(gè)位置有值，key相等表示找到了，直接返回   if (e != null && e.get() == key)     return e;   else     return getEntryAfterMiss(key, i, e); //miss之后順序往后找（鏈地址法，這個(gè)后面再介紹） }

面試官：我看你最前面圖中畫(huà)的ThreadlocalMap 中key是  WeakReference類(lèi)型，能講講Java中有幾種類(lèi)似的引用，什么區(qū)別嗎?

安琪拉：可以

• 強(qiáng)引用是使用最普遍的引用。如果一個(gè)對(duì)象具有強(qiáng)引用，那垃圾回收器絕不會(huì)回收它，當(dāng)內(nèi)存空間不足時(shí)，Java虛擬機(jī)寧愿拋出OutOfMemoryError錯(cuò)誤，使程序異常終止，也不會(huì)靠隨意回收具有強(qiáng)引用的對(duì)象來(lái)解決內(nèi)存不足的問(wèn)題。

• 如果一個(gè)對(duì)象只具有軟引用，則內(nèi)存空間充足時(shí)，垃圾回收器就不會(huì)回收它;如果內(nèi)存空間不足了，就會(huì)回收這些對(duì)象的內(nèi)存。

• 弱引用與軟引用的區(qū)別在于：只具有弱引用的對(duì)象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描內(nèi)存區(qū)域時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對(duì)象，不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否，都會(huì)回收它的內(nèi)存。不過(guò)，由于垃圾回收器是一個(gè)優(yōu)先級(jí)很低的線程，因此不一定會(huì)很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對(duì)象。

• 虛引用顧名思義，就是形同虛設(shè)。與其他幾種引用都不同，虛引用并不會(huì)決定對(duì)象的生命周期。如果一個(gè)對(duì)象僅持有虛引用，那么它就和沒(méi)有任何引用一樣，在任何時(shí)候都可能被垃圾回收器回收。

妥妥的八股文啊!尷尬(─.─|||。

面試官：那你能講講為什么ThreadlocalMap 中key 設(shè)計(jì)成 WeakReference(弱引用)類(lèi)型嗎?

安琪拉：可以的，為了盡最大努力避免內(nèi)存泄漏。

面試官：能詳細(xì)講講嗎?為什么是盡最大努力，你前面也講被WeakReference 引用的對(duì)象會(huì)直接被GC(內(nèi)存回收器)  回收，為什么不是直接避免了內(nèi)存泄漏呢?

安琪拉：我們還是看下下面這張圖：

private static final ThreadLocal userInfoThreadLocal = new ThreadLocal<>(); userInfoThreadLocal.set(userInfo);

這里的引用關(guān)系是userInfoThreadLocal  引用了ThreadLocal對(duì)象，這是個(gè)強(qiáng)引用，ThreadLocal對(duì)象同時(shí)也被ThreadlocalMap的key引用，這是個(gè)WeakReference引用，我們前面說(shuō)GC要回收ThreadLocal對(duì)象的前提是它只被WeakReference引用，沒(méi)有任何強(qiáng)引用。

為了方便大家理解弱引用，我寫(xiě)了段Demo程序

public static void main(String[] args) {   Object angela = new Object();   //弱引用   WeakReference