ThreadLocal

ThreadLocal

Threadlocal而是一个线程内部的存储类，可以在指定线程内存储数据，数据存储以后，只有指定线程可以得到存储数据。

ThreadLocal提供了线程内存储变量的能力，这些变量不同之处在于每一个线程读取的变量是对应的互相独立的。通过get和set方法就可以得到当前线程对应的值。以下为ThreadLocal的使用：

static final ThreadLocal<T> sThreadLocal = new ThreadLocal<T>();
sThreadLocal.set()
sThreadLocal.get()

ThreadLocal的set方法

ThreadLocal的set方法：

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);//拿到线程的LocalMap
        if (map != null)
            map.set(this, value);//设值 key->当前ThreadLocal对象。value->为当前赋的值
        else
            createMap(t, value);//创建新的ThreadLocalMap并设值
    }

当调用set(T value) 方法时，方法内部会获取当前线程中的ThreadLocalMap，获取后进行判断，如果不为空，就调用ThreadLocalMap的set方法（其中key为当前ThreadLocal对象，value为当前赋的值）。反之，让当前线程创建新的ThreadLocalMap并设值；

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
      return t.threadLocals;
}
    
void createMap(Thread t, T firstValue) {
      t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

ThreadLocalMap 内部结构

ThreadLocalMap是ThreadLocal中的一个静态内部类，官方的注释写的很全面，这里我大概的翻译了一下，ThreadLocalMap是为了维护线程私有值创建的自定义哈希映射。其中线程的私有数据都是非常大且使用寿命长的数据(其实想一想，为什么要存储这些数据呢，第一是为了把常用的数据放入线程中提高了访问的速度，第二是如果数据是非常大的，避免了该数据频繁的创建，不仅解决了存储空间的问题，也减少了不必要的IO消耗)。

ThreadLocalMap 具体代码如下：

 static class ThreadLocalMap {
        //存储的数据为Entry,且key为弱引用
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
        //table初始容量
        private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
      
        //table 用于存储数据
        private Entry[] table;
        
        //负载因子，用于数组容量扩容
        private int threshold; // Default to 0
        
        //负载因子，默认情况下为当前数组长度的2/3
        private void setThreshold(int len) {
            threshold = len * 2 / 3;
        }
        //第一次放入Entry数据时，初始化数组长度，定义扩容阀值，
        ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];//初始化数组长度为16
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);//阀值为当前数组默认长度的2/3
        }

从代码中可以看出，虽然官方申明为ThreadLocalMap是一个哈希表，但是它与我们传统认识的HashMap等哈希表内部结构是不一样的。ThreadLocalMap内部仅仅维护了Entry[] table,数组。其中Entry实体中对应的key为弱引用（下文会将为什么会用弱引用），在第一次放入数据时，会初始化数组长度（为16),定义数组扩容阀值（当前默认数组长度的2/3)。

ThreadLocal特性

ThreadLocal和Synchronized都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题，不同的点是

Synchronized是通过线程等待，牺牲时间来解决访问冲突
ThreadLocal是通过每个线程单独一份存储空间，牺牲空间来解决冲突，并且相比于Synchronized，ThreadLocal具有线程隔离的效果，只有在线程内才能获取到对应的值，线程外则不能访问到想要的值。
正因为ThreadLocal的线程隔离特性，使他的应用场景相对来说更为特殊一些。在android中Looper、ActivityThread以及AMS中都用到了ThreadLocal。

当某些数据是以线程为作用域并且不同线程具有不同的数据副本的时候，就可以考虑采用ThreadLocal。