前言:
- ThreadLocal 是線程內部的數據存儲類,多線程操作 ThreadLocal 時,不同的線程對數據進行儲存後,只有在當前線程中纔可以獲取到存儲的數據,不同的線程之間數據隔離。
- ThreadLocal 數據的存儲通過 get 和 set 方法來進行操作
- 具體實現是因爲不同的 線程中維護了一個數據 ThreadLocalMap( 其中table 數組存儲數據) ,通過 ThreadLocal 確定了數組下標,而這個下標就是value存儲的對應位置。
簡單使用:
- Demo:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
threadLocal.set(Thread.currentThread().getName() + "_a");
threadLocal.set(Thread.currentThread().getName() + "_b");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + threadLocal.get());
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
threadLocal.set(Thread.currentThread().getName() + "_a");
threadLocal.set(Thread.currentThread().getName() + "_b");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + threadLocal.get());
}
}).start();
}
}
- 打印結果:
- 在 main 方法中我們定義了 threadLocal ,並且啓動了兩個線程 Thread-0,Thread-1,並且分別執行了set、get 方法,根據結果可以看出兩個線程的數據儲存是滿足我們上面的表述的。
ThreadLocal 源碼:
- ThreadLocal 的源碼相對比較簡單,我們着重看一下 set(T value) 和 get() 方法,具體解釋在代碼中:
// Step 1
public void set(T value) {
// 獲取當前線程
Thread t = Thread.currentThread();
// Step 2: 從當前線程(Thread)中獲取 ThreadLocalMap
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
// Step 3
map.set(this, value);
else
// Step 4
createMap(t, value);
}
// Step 2: 獲取當前線程的 ThreadLocalMap
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
public T get() {
// 獲取當前線程
Thread t = Thread.currentThread();
// Step 2: 獲取當前線程的 ThreadLocalMap
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// Step 5 : 獲取當 ThreadLocalMap.Entry,得到 value 的值並返回
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
- 在 get、set 方法中 均是通過當前線程,獲得在 Thread 中 定義的 ThreadLocal.ThreadLocalMap 變量,後面通過操作 ThreadLocalMap 進行相應的 Step 3、Step 4、Step 5 操作,ThreadLocal 的內部類 ThreadLocalMap 是存取數據的關鍵
注意:Step 2 獲取到的 ThreadLocalMap 是每個線程自己的變量非共享的,其實在這裏已經解決了多線程數據隔離問題。
ThreadLocal內部類 ThreadLocalMap:
- 上面的 ThreadLocal 中 get 和 set 方法中關鍵點是 ThreadLocalMap ,ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的一個內部類,其中維護一個 Entry 類型的數組用來存取數據:
- 先看一下 Entry 的 實現:
static class ThreadLocalMap {
/**
* 1、Entry是一個包含Key 和 Values 的一個對象
* 2、Entry的key爲ThreadLocal,values是values
* 3、這裏 ThreadLocal 通過 WeakReference 變成一個弱引用的對象,
* 這樣做的好處就是在線程銷燬的時候,對應的實體就會被回收,不會出現內存泄漏
*/
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
// 保存數據的table
private Entry[] table;
/**
* The number of entries in the table.
*/
private int size = 0;
// table 調整的閾值
private int threshold; // Default to 0
}
Entry是一個key爲ThreadLocal 存儲 Values 的對象
- 看一下 Step 3 執行的 map.set(this, value)方法:
static class ThreadLocalMap {
// Step3: 設置值
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
// 獲取到 table 並根據 key 計算出ThreadLocal,所在的下標
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
// 計算下標:這種方式可以儘量避免重複,而且值又在範圍之內
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
// table 可能會存放其他數據,這裏找到合適的下標
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
// 如果當前指向Entry 是存儲過的 ThreadLocal,就直接將以前的數據覆蓋掉,並結束
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
// 當前的 Entry key爲空,將當前的數據保存進去
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
// 省略代碼....
}
- Step 5 : map.getEntry(this) 方法, this 爲當前的 ThreadLocal :
static class ThreadLocalMap {
// Step 5 : 獲取當 ThreadLocalMap.Entry,得到 value 的值並返回
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);
}
// 省略代碼....
}
END !