W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

FastThreadLocal 從字面意義上來(lái)看，它是“Fast”+“ThreadLocal”的結(jié)合體，寓意為快速的 ThreadLocal。那么，問(wèn)題來(lái)了，Netty 為什么要再造一個(gè) FastThreadLocal？FastThreadLocal 運(yùn)行快的原因是啥？除了快之外，它還有其他優(yōu)勢(shì)嗎？W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1.先從ThreadLocal說(shuō)起

ThreadLocal 線(xiàn)程本地變量，每個(gè)線(xiàn)程都擁有一份該變量的獨(dú)立副本，即使是在多線(xiàn)程環(huán)境下，每個(gè)線(xiàn)程也只能修改和訪(fǎng)問(wèn)自己的那份副本，從而避免了線(xiàn)程安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)程間的隔離。W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

ThreadLocal 底層是使用 ThreadLocalMap 實(shí)現(xiàn)的，這點(diǎn)從 JDK 的源碼中可以看出，核心源碼如下：W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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

從 ThreadLocal 的 set 方法可以看出，ThreadLocal 是存儲(chǔ)在 ThreadLocalMap 中的，咱們繼續(xù)看 ThreadLocalMap 的源碼實(shí)現(xiàn)：W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

從上面源碼可以看出，ThreadLocalMap 中存放的是 Entry（哈希桶），而 Entry 中的 key 就是 ThreadLocal，而 value 則是要存儲(chǔ)的值，所以我們得出 ThreadLocal 的底層實(shí)現(xiàn)如下：W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

2.ThreadLocal存在的問(wèn)題

（1）性能問(wèn)題

因?yàn)?ThreadLocal 底層是使用 ThreadLocalMap 實(shí)現(xiàn)的，ThreadLocalMap 類(lèi)似于哈希表。當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程是擁有多個(gè) ThreadLocal 時(shí)，ThreadLocalMap 很容易發(fā)生 Hash 沖突，此時(shí) ThreadLocal 就不得不使用線(xiàn)性探測(cè)法來(lái)解決哈希沖突了，而在解決 Hash 沖突時(shí)需要不停地向下尋找，效率較低，因此 ThreadLocal 存在的第一個(gè)問(wèn)題就是性能較低。W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

（2）內(nèi)存泄漏問(wèn)題

ThreadLocal 也存在內(nèi)存泄漏的問(wèn)題，具體來(lái)說(shuō) ThreadLocalMap 使用 ThreadLocal 對(duì)象作為鍵（Key），并且這個(gè)鍵是弱引用（WeakReference）類(lèi)型。這意味著當(dāng)沒(méi)有其他強(qiáng)引用指向 ThreadLocal 對(duì)象時(shí)，它將會(huì)在下次垃圾回收時(shí)被回收。然而，Entry 中保存的值（Value）仍然是強(qiáng)引用，這就可能導(dǎo)致以下問(wèn)題：W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 弱引用鍵的回收：一旦外部對(duì) ThreadLocal 實(shí)例的所有強(qiáng)引用消失，ThreadLocal 對(duì)象本身就會(huì)變?yōu)槿蹩蛇_(dá)狀態(tài)。在下一次垃圾回收時(shí)，由于是弱引用，ThreadLocal 對(duì)象會(huì)被回收，但 Entry 中的 Value（即實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)）仍然是強(qiáng)引用，因此不會(huì)被回收。
• Map 引用陷阱：即使 ThreadLocal 鍵被回收，Entry 仍然存在于 ThreadLocalMap 中，并且由于 Map 對(duì) Entry 的引用，這些 Entry 所持有的 Value 對(duì)象也不會(huì)被垃圾回收，從而導(dǎo)致這些對(duì)象無(wú)法被使用也無(wú)法被釋放，形成了所謂的“內(nèi)存泄漏”。
• 線(xiàn)程長(zhǎng)期存活：在一些場(chǎng)景下，特別是使用線(xiàn)程池時(shí)，線(xiàn)程的生命周期往往很長(zhǎng)，甚至伴隨整個(gè)應(yīng)用的生命周期。這意味著 ThreadLocalMap 中的 Entry 可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間不被清理，進(jìn)一步加劇了內(nèi)存泄漏問(wèn)題。

所以，綜合來(lái)看，在使用 ThreadLocal 時(shí)，如果在使用完之后，未及時(shí)調(diào)用 remove() 方法的話(huà)，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的問(wèn)題。W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

3.FastThreadLocal特點(diǎn)

為了解決 ThreadLocal 存在的這些問(wèn)題，所以 Netty 創(chuàng)造出了一個(gè) FastThreadLocal，F(xiàn)astThreadLocal 的特點(diǎn)如下。W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

（1）效率高

FastThreadLocal 之所以性能高的原因是因?yàn)槠浯鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，在 FastThreadLocal 中并沒(méi)有向 ThreadLocal 那樣，使用哈希表來(lái)存儲(chǔ)元素，而是使用了數(shù)組來(lái)進(jìn)行元素存儲(chǔ)，它的核心實(shí)現(xiàn)源碼如下：W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

public class FastThreadLocal<V> {    // FastThreadLocal中的index是記錄了該它維護(hù)的數(shù)據(jù)應(yīng)該存儲(chǔ)的位置    // InternalThreadLocalMap數(shù)組中的下標(biāo), 它是在構(gòu)造函數(shù)中確定的    private final int index;     public InternalThreadLocal() {        index = InternalThreadLocalMap.nextVariableIndex();    }    // 省略其他代碼}

FastThreadLocal 核心類(lèi) InternalThreadLocalMap 的實(shí)現(xiàn)源碼如下：W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

public final class InternalThreadLocalMap extends UnpaddedInternalThreadLocalMap {    // 自增索引, ?于計(jì)算下次存儲(chǔ)到Object數(shù)組中的位置    private static final AtomicInteger nextIndex = new AtomicInteger();     private static final int ARRAY_LIST_CAPACITY_MAX_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;     public static int nextVariableIndex() {        int index = nextIndex.getAndIncrement();        if (index >= ARRAY_LIST_CAPACITY_MAX_SIZE || index < 0) {            nextIndex.set(ARRAY_LIST_CAPACITY_MAX_SIZE);            throw new IllegalStateException("too many thread-local indexed variables");        }        return index;    }    // 省略其他代碼}

從上述源碼可以看出，F(xiàn)astThreadLocal 在初始化的時(shí)候分配一個(gè)數(shù)組索引 index，index 的值采用原子類(lèi) AtomicInteger 保證順序遞增，通過(guò)調(diào)用 InternalThreadLocalMap.nextVariableIndex() 方法獲得。然后在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的時(shí)候通過(guò)數(shù)組下標(biāo) index 直接定位到 FastThreadLocal 的位置，時(shí)間復(fù)雜度為 O(1)。如果數(shù)組下標(biāo)遞增到非常大，那么數(shù)組也會(huì)比較大，所以 FastThreadLocal 是通過(guò)空間換時(shí)間的思想提升讀寫(xiě)性能。W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

因此，在 FastThreadLocal 中并不需要使用線(xiàn)性探測(cè)法來(lái)解決 Hash 沖突，因?yàn)樗鞘褂脭?shù)組進(jìn)行存儲(chǔ)的，每次使用下標(biāo)進(jìn)行查詢(xún)即可，它的查詢(xún)時(shí)間復(fù)雜度也是 O(1) 的，所以它的操作效率很高。W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

（2）安全性更高

JDK 原生的 ThreadLocal 使用不當(dāng)可能造成內(nèi)存泄漏，只能等待線(xiàn)程銷(xiāo)毀。然而 FastThreadLocal 卻不存在這個(gè)問(wèn)題，在 FastThreadLocal 中不僅提供了 remove() 方法可以主動(dòng)清除對(duì)象，而且它還封裝了 FastThreadLocalRunnable，F(xiàn)astThreadLocalRunnable 在最后使用完之后會(huì)自動(dòng)調(diào)用 removeAll() 方法將集合中所有對(duì)象清理掉，因此 FastThreadLocal 更安全。W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

FastThreadLocalRunnable 自動(dòng)清除對(duì)象的實(shí)現(xiàn)核心源碼如下：W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

final class FastThreadLocalRunnable implements Runnable {    private final Runnable runnable;    @Override    public void run() {        try {            runnable.run();        } finally {            FastThreadLocal.removeAll();        }    }    static Runnable wrap(Runnable runnable) {        return runnable instanceof FastThreadLocalRunnable                 ? runnable : new FastThreadLocalRunnable(runnable);    }}

4.小結(jié)

FastThreadLocal 相比于 ThreadLocal 存在以下兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：W4T28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 性能更高：FastThreadLocal 使用了數(shù)組的方式來(lái)存儲(chǔ)元素，所以它的查詢(xún)時(shí)間復(fù)雜度 O(1) 相比于 ThreadLocal 的哈希表操作效率更高。
• 安全性更高：FastThreadLocal 中的 FastThreadLocalRunnable 在最后執(zhí)行完之后會(huì)自動(dòng)調(diào)用 removeAll() 將集合中所有對(duì)象都清理掉，可以避免內(nèi)存泄漏的問(wèn)題，所以它的安全性更高。

本文鏈接：http://m.www897cc.com/showinfo-26-91377-0.html京東二面：為什么Netty要?jiǎng)?chuàng)造FastThreadLocal？

聲明：本網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容旨在傳播知識(shí)，若有侵權(quán)等問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。郵件：2376512515@qq.com

上一篇： SpringBoot多租戶(hù)三種架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方案詳解

下一篇： Git 不要只會(huì) Pull 和 Push，這五條提高效率的命令得掌握！