一、ThreadLocal用途簡介及示例
上述的兩種方法都是有侷限性的。第一種方法的問題是當函數調用棧很深的時候，通過函數參數來傳遞監聽器對象這幾乎是不可接受的，這會讓程序設計看起來很糟糕。第二種是可以接受，但是這種狀態是不具有可擴展性的，比如同時兩個線程在執行，那麼需要提供兩個靜態的監聽器對象，如果10個線程在併發執行呢？就需要10個監聽器？這顯然是不可思議的，而採取ThreadLocal，每隔監聽器對象都有自己的線程內部存儲，根本就不會有方法2的這種問題。
使用的示例：
private ThreadLocal<Boolean> mBooleanThread = new ThreadLocal<Boolean>();
mBooleanThread.set(true);
Log.i(TAG, "Thread#main:" + mBooleanThread.get());//true
new Thread("Thread #1") {
@Override
public void run() {
mBooleanThread.set(false);
Log.i(TAG, "Thread #1:" + mBooleanThread.get());//false
}
}.start();
new Thread("Thread #2") {
@Override
public void run() {
Log.i(TAG, "Thread #2:" + mBooleanThread.get());//null,可以從代碼中看到，初始就是null
}
}.start();
對ThreadLocal的使用方法和工作過程做了介紹後，下面分析ThreadLocal的內部實現，ThreadLocal是一個泛型類，它的定義爲public class ThreadLocal ,只要弄清楚ThreadLocal的get和set方法就可以明白它的工作原理。
下面我們針對Android9.0的源碼進行分析。和書上的略有不一樣。但是大概的原理都差不多。主要的差別就是Thread類裏面的變量名稱和類型不同了。
以前table裏面是table[0]存的ThreadLocal實例的引用，table[1]就是存的ThreadLocal set的值。
而新的版本就是一個table[0],是一個Entry類，key是ThreadLocal實例，value就是set的值。
ThreadLocal實現主要涉及Thread，ThreadLocal，ThreadLocalMap這三個類。
二、ThreadLocal類：
Threadlocal使用方法很簡單
static final ThreadLocal<T> sThreadLocal = new ThreadLocal<T>();
sThreadLocal.set()
sThreadLocal.get()
Threadlocal是一個線程內部的存儲類，可以在指定線程內存儲數據，數據存儲以後，只有指定線程可以得到存儲數據。
實際上是ThreadLocal的靜態內部類ThreadLocalMap爲每個Thread都維護了一個數組table，ThreadLocal確定了一個數組下標，而這個下標就是value存儲的對應位置。
做個不恰當的比喻，從表面上看ThreadLocal相當於維護了一個map，key就是當前的ThreadLocal對象實例，value就是需要存儲的對象。【例如key就是上面的mBooleanThread，value就是true。實際上是存在Entry類中的，Entry類添加到table數組中。】
作爲一個存儲數據的類，關鍵點就在get和set方法。
//set 方法
public void set(T value) {
//獲取當前線程
Thread t = Thread.currentThread();
//實際存儲的數據結構類型
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//如果存在map就直接set，沒有則創建map並set
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
//getMap方法
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
//thred中維護了一個ThreadLocalMap
return t.threadLocals;
}
//createMap
void createMap(Thread t, T firstValue) {
//實例化一個新的ThreadLocalMap，並賦值給線程的成員變量threadLocals
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
從上面代碼可以看出每個線程持有一個ThreadLocalMap對象（可以查看Thread類的代碼就知道）。每一個新的線程Thread都會實例化一個ThreadLocalMap並賦值給成員變量threadLocals，使用時若已經存在threadLocals則直接使用已經存在的對象。
三、Thread類：
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
Thread中關於ThreadLocalMap部分的相關聲明，接下來看一下createMap方法中的實例化過程。
四、ThreadLocalMap（ThreadLocal的內部類）：
//Entry爲ThreadLocalMap靜態內部類，對ThreadLocal的若引用
//同時讓ThreadLocal和儲值形成key-value的關係
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
//ThreadLocalMap構造方法
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
//內部成員數組，INITIAL_CAPACITY值爲16的常量
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
//位運算，結果與取模相同，計算出需要存放的位置
//threadLocalHashCode比較有趣
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
通過上面的代碼不難看出在實例化ThreadLocalMap時創建了一個長度爲16的Entry數組（這個後面如果超過了這個數組大小就會擴容）。通過hashCode與length位運算確定出一個索引值i，這個i就是被存儲在table數組中的位置。
前面講過每個線程Thread持有一個ThreadLocalMap類型的實例threadLocals，結合此處的構造方法可以理解成每個線程Thread都持有一個Entry型的數組table，而一切的讀取過程都是通過操作這個數組table完成的。
顯然table是set和get的焦點，在看具體的set和get方法前，先看下面這段代碼。
//在某一線程聲明瞭ABC三種類型的ThreadLocal
ThreadLocal<A> sThreadLocalA = new ThreadLocal<A>();
ThreadLocal<B> sThreadLocalB = new ThreadLocal<B>();
ThreadLocal<C> sThreadLocalC = new ThreadLocal<C>();
由前面我們知道對於一個Thread來說只有持有一個ThreadLocalMap，所以ABC對應同一個ThreadLocalMap對象。爲了管理ABC，於是將他們存儲在一個數組的不同位置，而這個數組就是上面提到的Entry型的數組table。
ABC在table中的位置是如何確定的？爲了能正常夠正常的訪問對應的值，肯定存在一種方法計算出確定的索引值i
set方法（很重要，實際存入的邏輯）
//ThreadLocalMap中set方法。
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
// We don't use a fast path as with get() because it is at
// least as common to use set() to create new entries as
// it is to replace existing ones, in which case, a fast
// path would fail more often than not.
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
//獲取索引值，這個地方是比較特別的地方
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
//遍歷tab如果已經存在則更新值
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
//如果上面沒有遍歷成功則創建新值
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
//滿足條件數組擴容x2
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
在ThreadLocalMap中的set方法與構造方法能看到以下代碼片段。
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1)
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1)
簡而言之就是將threadLocalHashCode進行一個位運算（取模）得到索引i，threadLocalHashCode代碼如下。
//ThreadLocal中threadLocalHashCode相關代碼.
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
/**
* The next hash code to be given out. Updated atomically. Starts at
* zero.
*/
private static AtomicInteger nextHashCode =
new AtomicInteger();
/**
* The difference between successively generated hash codes - turns
* implicit sequential thread-local IDs into near-optimally spread
* multiplicative hash values for power-of-two-sized tables.
*/
private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
/**
* Returns the next hash code.
*/
private static int nextHashCode() {
//自增
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}
因爲static的原因，在每次new ThreadLocal時因爲threadLocalHashCode的初始化，會使threadLocalHashCode值自增一次，增量爲0x61c88647。
0x61c88647是斐波那契散列乘數,它的優點是通過它散列(hash)出來的結果分佈會比較均勻，可以很大程度上避免hash衝突
get()方法（set瞭解了，這個get就比較簡單了，從當前線程table數組中拿到值）
//ThreadLocal中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) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
//ThreadLocalMap中getEntry方法
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);
}
理解了set方法，get方法也就清楚明瞭，無非是通過計算出索引直接從數組對應位置讀取即可。
總結下：
1、對於某一ThreadLocal來講，他的索引值i是確定的，在不同線程之間訪問時訪問的是不同的table數組的同一位置即都爲table[i]，只不過這個不同線程之間的table是獨立的。
2、對於同一線程的不同ThreadLocal來講，這些ThreadLocal實例共享一個table數組，然後每個ThreadLocal實例在table中的索引i是不同的。
五、ThreadLocal特性
ThreadLocal和Synchronized都是爲了解決多線程中相同變量的訪問衝突問題，不同的點是：
- Synchronized是通過線程等待，犧牲時間來解決訪問衝突。
- ThreadLocal是通過每個線程單獨一份存儲空間，犧牲空間來解決衝突，並且相比於Synchronized，ThreadLocal具有線程隔離的效果，只有在線程內才能獲取到對應的值，線程外則不能訪問到想要的值。
正因爲ThreadLocal的線程隔離特性，使他的應用場景相對來說更爲特殊一些。在android中Looper、ActivityThread以及AMS中都用到了ThreadLocal。