Java线程与Map深度解析：Thread.sleep() vs wait(), ThreadLocal内存泄露及HashMap...

"这篇学习小结主要探讨了Java编程中关于Thread和Map的两个核心知识点：Thread的sleep()和wait()方法的区别，以及ThreadLocal的作用和内存泄漏问题，并深入讲解了HashMap与ConcurrentHashMap的线程安全性差异。" ### 1. sleep()与wait()的区别 在Java中，`Thread.sleep()` 和 `Object.wait()` 是两个不同的概念： - **sleep()**: 这是 `Thread` 类的一个静态方法，当调用后，当前线程将暂停执行指定的时间，然后继续执行，但不会释放任何锁。这意味着其他线程即使获得了CPU时间片，也无法立即访问被当前线程持有的锁。 - **wait()**: 这是 `Object` 类的一个方法，调用前需要获取到对象的锁。执行后，线程不仅会暂停执行，还会释放所持有的锁，进入等待状态。线程的唤醒需要其他线程调用同一对象的 `notify()` 或 `notifyAll()` 方法。唤醒后，线程需要再次竞争CPU资源才能继续执行。 ### 2. ThreadLocal（TL） **ThreadLocal** 提供了一个线程局部变量，每个线程都有自己的副本，互不影响。在内部，每个线程都有一个 `ThreadLocalMap`，存储了键值对，键是 `ThreadLocal` 对象，值是用户设置的值。由于使用弱引用作为键，弱引用的特性使得当 `ThreadLocal` 没有外部强引用时，可以在垃圾收集期间被回收。然而，这可能导致内存泄漏，因为弱引用的 `ThreadLocal` 被回收后，对应的 `ThreadLocalMap` 中的值却仍然存在，形成一条强引用链：`ThreadRef -> Thread -> ThreadLocalMap -> Entry -> value`。为防止这种情况，应当在不再使用 `ThreadLocal` 时调用 `remove()` 方法。 ### 3. HashMap与ConcurrentHashMap **HashMap** 在JDK 1.7及更早版本中不是线程安全的，因为它在多线程环境下可能出现数据一致性问题。例如，当多个线程同时进行扩容操作时，可能会导致环形链表的形成，进而引发死循环，或者在某些情况下丢失插入的数据。 **ConcurrentHashMap** 是线程安全的哈希映射，它通过分段锁机制实现了高效的并发性能。相比于同步的 `Hashtable` 或者在多线程环境下使用 `synchronized` 关键字对 `HashMap` 进行同步，`ConcurrentHashMap` 提供了更好的扩展性和性能。 ### 3.1 HashMap线程不安全的原因 在JDK 1.7的实现中，`HashMap` 扩容时会使用头插法，即移动节点到新的桶位置时，会将其插入到链表的头部。当多个线程同时进行扩容，就可能导致元素被错误地插入到错误的位置，形成环形链表。此外，因为扩容过程涉及到多个步骤，如计算新索引、创建新链表、迁移节点等，如果这些步骤在并发执行时交错，可能会导致某些节点丢失，破坏数据一致性。 总结，理解并正确使用 `Thread.sleep()`、`wait()`、`ThreadLocal` 以及 `HashMap` 和 `ConcurrentHashMap` 的特性，对于编写高效且线程安全的Java程序至关重要。在多线程环境中，选择合适的数据结构和同步策略能有效避免潜在的并发问题。