ThreadLocal

ThreadLocal作用

ThreadLocal提供了一种规范的方法来维持线程的封闭性。为每个线程单独保存一份变量副本，避免并发访问导致的问题。如果同个线程的变量需要在线程内不同的上下文中传递，通过ThreadLocal可以减少传递的成本（通过延迟初始化，还可以减少初始化成本）。

 

ThreadLocal实现原理

ThreadLocal的构造函数相当简单，没有任何参数，也不执行任何操作。

get()方法

public T get() { 
        Thread t = Thread.currentThread(); 
        ThreadLocalMap map = getMap(t); 
        if (map != null) { 
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); 
            if (e != null) 
                return (T)e.value; 
        } 
        return setInitialValue(); 
    } 

 代码逻辑如下： 

从当前线程中获得ThreadLocalMap对象 

如果ThreadLocalMap不为null,则根据当前ThreadLocal对象（会用到ThreadLocal hash code），从map里面取出entry。 

 

setInitialValue方法 

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

通过initialValue()方法，获得变量，这个initialValue方法需要子类来覆盖实现，否则返回的为null。获得变量值后，调用当前线程的ThreadLocalMap对象，如果不为null则直接设置，否则初始化ThreadLocalMap。同理,set和remove方法用于从ThreadLocalMap中删除对应变量。 

 

ThreadLocal hash code

ThreadLocal hash code 用于存放变量在ThreadLocalMap时使用, ThreadLocal有个线程安全AtomicInteger类型的类静态变量nextHashCode, nextHashCode()方法会将AtomicInteger增加指定的偏移HASH_INCREMENT。

private static AtomicInteger nextHashCode =new AtomicInteger(); 

private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647; 

private static int nextHashCode() { 
    return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT); 
} 

 

ThreadLocalMap

每个线程Thread都有个变量：ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals 。ThreadLocalMap是ThreadLocal的核心，所有的TheadLocal变量，都被存放在这个Map中。它类似于HashMap,有自定义的Entry,用于存放变量。Entry继承了WeakReference，使它的key能够在没有弱引用的时候被垃圾回收。 

private Entry getEntry(ThreadLocal key) { 
        int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1); 
        Entry e = table[i]; 
        if (e != null && e.get() == key) 
            return e; 
        else 
            return getEntryAfterMiss(key, i, e); 
    } 

 每个Thread都有个ThreadLocalMap字段,用于存放线程私有对象。因为Thread是独立的，因此ThreadLocalMap之间相互并不干扰。从实现来讲，对于单个ThreadLocal变量，没有用Map的必要性。但是，如果需要用到多个ThreadLocal变量的话，Map很有必要。使用每个ThreadLocal对象做key，就可以存放多个ThreadLocal对象。