ThreadLocal源码分析

前言

之前看并发编程书的时候，对于ThreadLocal的认识只是停留在简单的使用阶段，所以一直理解的不够深刻，下面通过阅读Thread Local源码加深了对于ThreadLocal实现线程封闭的理解。

ThreadLocal应用场景

ThreadLocal是为了线程安全的和一些特定场景的问题设计的，在不了解

ThreadLocal源码分析

在看ThreadLocal源码之前，都会误以为 ThreadLocal存储方式是以Thread.currentThread()为Key,Object为Value的形式进行存储的。如果使用这种存储方式，每个线程只能存储一个局部变量，这会导致可用性降低。

ThreadLocal中并没有存放线程私有的变量，线程私有的变量实际上是存放在每个线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的实例变量ThreadLocals中，ThreadLocal只提供了操作每个线程对应的ThreadLocalMap对象的方法。每个线程的ThreadLocalMap中存放了Entry类型的数组，Entry有点类属于HashMap，也是以Key-Value的形式存放变量：Key对应的是ThreadLocal对象的弱引用，Value对应的是Object对象。不同之处在于Entry在处理hash冲突时使用的是开放定址法，而HashMap使用的是链地址法。

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ThreadLocal.set(T value)：当调用ThreadLocal的set()方法时，线程实际上是以当前ThreadLocal对象作为Key值向自己所持有的ThreadLocalMap类型的ThreadLocals变量中塞入数据。ThreadLocalMap类是ThreadLocal类的静态内部类。

public void set(T value) {
        // 获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        // 获取当前线程的ThreadLocalMap对象
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            // 以当前ThreadLocal对象为Key,添加键值对
            map.set(this, value);
        else
            // 如果map为空，则创建一个TreadLocalMap类型的对象，
            createMap(t, value);
    }

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

void createMap(Thread t, T firstValue) {
        // 当前线程的ThreadLocals变量指向新创建的ThreadLocalMap对象。
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

static class ThreadLocalMap {
    
    ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            // 初始化Entry类型的数组，数组长度为INITIAL_CAPACITY
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            // 通过firstKey的哈希值获取对应的数组下标
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            // 以键值对的形式存入Entry数组中
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }
    
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
    
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
    
    private Entry[] table;
    
    private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
                // 获取到Entry数组
                Entry[] tab = table;
                int len = tab.length;
                // 通过key值得hash值计算数组下标
                int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
                // 从下标i开始遍历Entry数组，如果Key已经存在则替换value为新值
                for (Entry e = tab[i];
                     e != null;
                     e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                    ThreadLocal<?> k = e.get();

                    if (k == key) {
                        e.value = value;
                        return;
                    }
                    // 当k==null时，回收对应的键值对，防止内存泄漏问题
                    if (k == null) {
                        replaceStaleEntry(key, value, i);
                        return;
                    }
                }
                // 空位上存入Key-value键值对
                tab[i] = new Entry(key, value);
                int sz = ++size;
                if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                    rehash();
            }
}

在添加键值对时需要从

看下Tread Local的set()和get()方法的源码：

public void set(T value) {
       // 获取当前线程
       Thread t = Thread.currentThread();
       // 得到当前线程的ThreadLocalMap对象
       ThreadLocalMap map = getMap(t);
       if (map != null)
           // 以当前ThreadLocal对象为Key值获取对应的Value
           map.set(this, value);
       else
           // 
           createMap(t, value);
   }

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