【Interview】深入理解ThreadLocal源码

本文主要是介绍【Interview】深入理解ThreadLocal源码，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

概述

ThreadLocal 是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射，各个线程之间的变量互不干扰。在高并发场景下，可以实现无状态的调用，适用于各个线程不共享变量值的操作。
内部使用静态内部类ThreadLocalMap存储每个线程变量副本的方法，key存储的是当前线程的ThreadLocal对象，value就是当前ThreadLocal对应的线程变量的的副本值。

提供方法

T get() 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。
protected T initialValue() 返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。线程第一次使用 get() 方法访问变量时将调用此方法，但如果线程之前调用了 set(T) 方法，则不会对该线程再调用 initialValue 方法。通常，此方法对每个线程最多调用一次，但如果在调用 get() 后又调用了 remove()，则可能再次调用此方法。
void remove() 移除此线程局部变量当前线程的值。
void set(T value) 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。

怎嘛使用

public class ThreadLocalTest {ThreadLocal<Integer> threadLocal=new ThreadLocal<Integer>(){//返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。@Overrideprotected Integer initialValue() {return 0;}};//   返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。public int get(){//将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。threadLocal.set(threadLocal.get()+1);return  threadLocal.get();}public static void main(String[] args) {ThreadLocalTest test=new ThreadLocalTest();new Thread(()->{for (int i = 0; i <3 ; i++) {int state=test.get();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取值："+state);}}).start();new Thread(()->{for (int i = 0; i <3 ; i++) {int state=test.get();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取值："+state);}}).start();}
}//输出Thread-0获取值：1
Thread-0获取值：2
Thread-0获取值：3
Thread-1获取值：1
Thread-1获取值：2
Thread-1获取值：3

源码分析

set()方法

    public void set(T value) {//记录当前线程Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线》的ThreadLocalMap ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)//ThreadLocalMap  不为空则直接设置当前变成的副本值，map.set(this, value);else//创建ThreadLocalMap  key当前线程对象,value：副本值createMap(t, value);}

ThreadLocalMap 内部类

    static class ThreadLocalMap {static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {/** 与此ThreadLocal关联的值.  */Object value;Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {super(k);value = v;}}

源码中可以看出 ThreadLocalMap 依靠Entry 来存储ThreadLocal和副本值，key就是ThreadLocal，value就是ThreadLocal的变量副本值。Entry 集成WeakReference，说明是一个弱引用关系。当一个对象仅仅被弱引用指向, 而没有任何其他强引用指向的时候, 如果这时GC运行, 那么这个对象就会被回收，不论当前的内存空间是否足够，这个对象都会被回收。

getMap方法

	//获取与ThreadLocal关联的Thread中的ThreadLocal。ThreadLocalMap getMap(Thread t) {return t.threadLocals;}

ThreadLocal是包含在Thread类中的

ThreadLocalMap的set方法

        private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {Entry[] tab = table;int len = tab.length;//计算ThreadLocal 散列值 找到存储位置int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);//利用线性探测法找到合适的存储位置for (Entry e = tab[i];e != null;e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {ThreadLocal<?> k = e.get();//如果找到的k和传入的key相等，说明存在，覆盖更新即可if (k == key) {e.value = value;return;}// key == null，但是存在值（因为此处的e != null），说明之前的ThreadLocal对象已经被回收了if (k == null) {// 替换之前的的元素replaceStaleEntry(key, value, i);return;}}//不存在对应key的实例，则创建一个新的tab[i] = new Entry(key, value);//增加容量大小int sz = ++size;//        // 如果没有清理陈旧的 Entry 并且数组中的元素大于了阈值，则进行 rehashif (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)//整表格的大小。 首先扫描整个表，删除过时的条目。 如果这不足以缩小表的大小，则将表大小加倍。rehash();}

get()操作

    public T get() {// 记录当前访问线程Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线程的ThreadLocalMap对象//Thread的    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals参数ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {//存在ThreadLocalMap 则获取相对应的EntryThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")//ThreadLocalMap内部类中有一个Entry内部类//依靠Entry`来存储`ThreadLocal`和副本值。直接以ThreadLocal为key获取副本值T result = (T)e.value;return result;}}return setInitialValue();}//getEntry方法private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {//计算ThreadLocal的在数组中的位置，采用了开放定址法int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);Entry e = table[i];//存在则返回if (e != null && e.get() == key)      return e;else//不在在的操作return getEntryAfterMiss(key, i, e);}/**key:线程本地对象i:哈希表的索引e: 对应的Entry*/private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {Entry[] tab = table;int len = tab.length;while (e != null) {ThreadLocal<?> k = e.get();if (k == key)return e;if (k == null)//key == null，有利于GC回收，能够有效地避免内存泄漏。expungeStaleEntry(i);elsei = nextIndex(i, len);e = tab[i];}return null;}