ThreadLocalMap原理源码级讲解

1.7版本和1.8版本是不一样的。

1.7版本：

ThreadLocal里面维护一个TheradLocalMap，底层是Map，再底层是entry对象，（key，value）形式，key是Thread，value是需要隔离的变量。

1.8版本 ：

每个Thread都维护了一个ThreadLocalMap，底层是Map，再底层是entry对象，entry中存储ThreadLocal是key，value是需要隔离的变量。

1.8版本的好处 ：

1 .每个Map存储的Entry数量很少，因为1.7版本，每个线程就会代表一个entry，线程越多，entry越多，遍历耗时。1.8版本改成了entry中存储ThreadLocal和value，一般开发过程中，ThreadLocal数量是小于Thread的，所以时间上有优势。因为key少了，也可以避免哈希冲突。hashMap的哈希冲突是拉链法，而ThreadLocalMap的hash冲突是线性探索法。

2 .当Thread销毁的时候，ThreadLocalMap也会随之销毁，减少内存的使用。因为ThreadLocalMap是在Thread里面的，所以只要Thread消失了，那map就不复存在了。

ThreadLocal的set方法原理 ：

public void set(T value) {
//获取当前线程对象
    Thread t = Thread.currentThread();
//获取此线程对象中维护的ThreadLocalMap对象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
 //map存在则调用set方法，set设置此实体entry
        map.set(this, value);
    else
  //  1.当前Thread线程不存在ThreadLocalMap对象
  //  2. 则调用createMap进行TheradLcoalMap对象的初始化
  //  3. 并将t（当前线程）和value（t对应的值）作为第一个entry存放到TheradLocalMap中
        createMap(t, value);
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {
 //这里的this是调用此方法的ThreadLocal
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

ThreadLocal的get原理：

public T get() {
//获取当前线程对象
    Thread t = Thread.currentThread();
//获取此线程对象中维护的ThreadLocalMap对象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
//如果此map存在，
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
//以当前的ThreadLocal为key，调用getEntry获取对应的存储实体e
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
//获取存储实体e对应的value值
//就是我们想要的当前线程对应此ThreadLocal的值。
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
//初始化：
   第一种情况： map不存在，表示此线程没有维护的TheradLocalMap对象
   第二种情况： map存在，但是没有与当前ThreadLocal关联的entry。
    return setInitialValue();
}

private T setInitialValue() {
   //调用initialvalue方法获取初始化的值
   //则会个方法可以被重写，如果不重写默认返回null；
   T value = initialValue();
   //获取当前线程对象
   Thread t = Thread.currentThread();
   //获取此线程对象中维护的ThreadLocalMap对象
   ThreadLocal.ThreadLocalMap map = getMap(t);
   if (map != null)
      //存在则调用map.set设置此实体entry
      map.set(this, value);
   else
      // 1。当前线程Thread不存在ThreadLocalMap对象
       // 2。则调用creatMap进行TheradLocalMap对象的初始化
       // 3. 并将t（当前线程）和value（t对应的值）作为第一个entry存放至ThreadLocalMap中
      createMap(t, value);
   //返回设置的值
   return value;
}

总结 ：先获取当前线程的ThreadLocalMap变量，如果存在则返回值，不存在则创建并返回初始值。

ThreadLocalMap的基本结构：

 ThreadLocalMap的ThreadLocal的内部类，没有实现map接口，用独立的方式实现了Map的功能，其内部的Entry也是独立实现的。

成员变量：

   //初始容量，必须是2的整次幂
   private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
   //存放数据的Table，长度也必须是2的整次幂
   private ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry[] table;
   //数组里面entrys的个数，可以用于判断table当前使用量是否超过阈值
   private int size = 0;
   //进行扩容的阈值，表使用量大于它的时候进行扩容。
   private int threshold; // Default to 0

存储结构 -Entry

 如果key为null（entry.get（）==null）意味着key不再被引用，此时entry就可以从table中清除

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
    /** The value associated with this ThreadLocal. */
    Object value;

    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
        super(k);
        value = v;
    }
}

在ThreadLocalMap中，用Entry保存key-v结构。不过Entry中的key，只能是ThreadLocal对象，写死的。而且Entry继承自WeakReference，也就是说key是弱引用，只能活到下次GC开始，目的是将ThreadLocal对象的生命周期和线程生命周期进行解绑。

内存泄露问题：

假设是key是强引用，那么当ThreadLocal Ref断开后，依然会有Entry中的key进行引用，只要当前CurrentThreadRef依然存在，那么ThreadLocal就存在强引用，无法被释放。

图下为弱引用，value无法被回收，会导致内存泄漏。

内存泄漏真正的原因：

1.没有手动删除Entry

2.CurrentThread依然在运行。

解决 ：

 1.ThreadLocal被调用完之后调用其remove方法，把Entry删了，就可以避免内存泄漏。

2.当前线程运行结束后，就结束掉，而不是继续阻塞或者等待运行其他。因为ThreadLocalMThreadap是Thread的一个属性，所以它的生命周期和线程一样长。

扩展问题：

key为什么要用弱引用？

 假设用完了没有调用remove方法，也就是说此时key为null，但是value有值，并且无法访问。那么在ThreadLocalMap的set/getEntry方法中，会对key为null，进行判空，如果为null，会把value也设置为null。也就是说，在下一次ThreadLocalMap调用的时候，会把上一次遗留的value清除掉。