ThreadLocal解析

最新推荐文章于 2022-05-31 10:49:21 发布

原创最新推荐文章于 2022-05-31 10:49:21 发布 · 208 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#ThreadLocal

这篇博客详细解析了ThreadLocal，从其基本概念到核心方法，包括get()、set()、remove()，并探讨了ThreadLocalMap的实现和解决hash冲突的策略，帮助读者深入理解线程局部变量的工作原理。

一、 ThreadLocal是什么

ThreadLocal，即线程变量，是一个以ThreadLocal对象为键，任意对象为值的存储结构。这个结构被附带在线程上，也就是说一个线程可以根据一个ThreadLocal对象查询到绑定在这个线程上的一个值。（注意：一个线程可以存放多个ThreadLocal对象。）

二、 ThreadLocal类的核心方法

ThreadLocal类提供了以下几个核心方法：

get()：获取当前线程的变量值
set(T value)：设置当前线程的变量值
remove()：移除当前线程的变量值
initialValue()：初始化当前线程的变量值

三、 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();
    }

根据代码可以看出，get()方法首先判断ThreadLocalMap是否存在，如果存在的话，寻找当前ThreadLocal变量所在位置，如果找到，则取出相应的值并返回。那么现在问题来了，第一个问题，什么是ThreadLocalMap，如果这个map不存在怎么办？第二个问题，setInitialValue()是个什么东西。接下来就来看看这两个问题的答案。

四、 ThreadLocalMap和setInitialValue

说白了，ThreadLocalMap就是一个map，是线程私有的，其中存放着各种ThreadLocal变量及其对应的键值。如果当前线程还不存在ThreadLocalMap，则会新建一个初始容量为16的数组，并把第一个键和值放入该map中。代码如下：

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }

下面来看看setInitialValue()方法的源码：

private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            map.set(this, value);
        } else {
            createMap(t, value);
        }
        if (this instanceof TerminatingThreadLocal) {
            TerminatingThreadLocal.register((TerminatingThreadLocal<?>) this);
        }
        return value;
    }

protected T initialValue() {
        return null;
    }

setInitialValue()方法首先调用initialValue()方法，而initialValue()方法中，直接返回null，即将value初始化为null值。

五、 set()方法

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            map.set(this, value);
        } else {
            createMap(t, value);
        }
    }

该方法传入value值作为参数，如果map不为空，则对其进行赋值，如果为空，则调用creatMap方法，而creatMap方法最终调用的还是上文所贴出的代码。

六、remove()方法

private void remove(ThreadLocal<?> key) {
            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
            for (Entry e = tab[i];
                 e != null;
                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                if (e.get() == key) {
                    e.clear();
                    expungeStaleEntry(i);
                    return;
                }
            }
        }

根据当前ThreadLocal变量找到相应位置，如果键值相等，则删除，否则进行线性探测，直到找出需要删除的位置。

七、如何解决hash冲突

使用线性探测法，如果计算出的位置中已经有值了，则继续寻找下一个位置。增量为HASH_INCREMENT，是一个固定常数。

private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;

private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();

private static int nextHashCode() {
        return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
    }