ThreadLocal是什么?ThreadLocal的原理分析

本文介绍了ThreadLocal,它提供线程局部变量,每个访问的线程都有独立初始化的变量副本,通常为类的私有静态字段。还分析了其主要操作,如set、get和remove方法,底层基于ThreadLocalMap。其使用场景主要是在线程生命周期内传值。

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关键字:线程局部变量,线程间独立,私有的变量副本

 

本篇文章给大家带来的内容是关于ThreadLocal是什么?ThreadLocal的原理分析,有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对你有所帮助。

 

1、 ThreadLocal是什么

ThreadLocal提供线程局部变量。这些变量与普通的变量不同之处在于,每个访问这种变量的线程(通过它的get或set方法)都有自己的、独立初始化的变量副本。

ThreadLocal实例通常是希望将状态关联到一个线程的类的私有静态字段(比如,user ID 或者 Transaction ID 等等)。

(画外音:这段话表达了三个意思

1、ThreadLocal是一种变量类型,我们称之为“线程局部变量”。

2、每个线程访问这种变量的时候都会创建该变量的副本,这个变量副本为线程私有。

3、ThreadLocal类型的变量一般用private static加以修饰。)

例如,下面的例子中这个类为每个线程生成唯一标识。一个线程的id是它第一次调用ThreadId.get()方法指定的。

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package com.cjs.example;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class ThreadId {

    private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);

    private static final ThreadLocal<Integer> threadId = new ThreadLocal<Integer>() {

        @Override

        protected Integer initialValue() {

            return nextId.getAndIncrement();

        }

    };

    public static int get() {

        return threadId.get();

    }

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            new Thread(new Runnable() {

                @Override

                public void run() {

                    System.out.println(Thread.currentThread().getId());

                }

            }).start();

        }

    }

}

2. ThreadLocal主要操作

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/**

 * 返回当前线程对ThreadLocal变量的“初始值”

 * 这个方法将在线程第一次访问变量(通过调用get方法)时被调用,如果之前已经调用过了就不会再调了

 *

 * @return the initial value for this thread-local

 */

protected T initialValue() {

    return null;

}

 

/**

 * 设置当前线程的ThreadLocal变量的副本为指定的值

 *

 * @param value the value to be stored in the current thread's copy of this thread-local.

 */

public void set(T value) {

    Thread t = Thread.currentThread();

    ThreadLocalMap map = getMap(t);

    if (map != null)

        map.set(this, value);

    else

        createMap(t, value);

}

/**

 * 返回当前线程的ThreadLocal变量副本的值

 *

 * @return the current thread's value of this thread-local

 */

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();

}

 

/**

 * 删除当前线程的ThreadLocal变量副本的值

 */

public void remove() {

    ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());

    if (m != null)

        m.remove(this);

}

3. 阅读源码

3.1. set方法

可以看到,ThreadLocalMap底层是一个数组,数组中元素类型是Entry类型

set操作是向当前线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的成员变量threadLocals中设置值,key是this,value是我们指定的值

注意,这里传的this代表的是那个ThreadLocal类型的变量(或者说叫对象)

也就是说,每个线程都维护了一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的对象,而set操作其实就是以ThreadLocal变量为key,以我们指定的值为value,最后将这个键值对封装成Entry对象放到该线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap对象中。每个ThreadLocal变量在该线程中都是ThreadLocal.ThreadLocalMap对象中的一个Entry。既然每个ThreadLocal变量都对应ThreadLocal.ThreadLocalMap中的一个元素,那么就可以对这些元素进行读写删除操作。

3.2. get方法

get()方法就是从当前线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap对象中取出对应的ThreadLocal变量所对应的值

同理,remove()方法就是清除这个值

用图形表示的话,大概是这样的:

或者是这样的:

4. ThreadLocal使用场景

在线程生命周期内传值

最后,一切都归功于ThreadLocalMap

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