Netty学习之旅----ThreadLocal原理分析与性能优化思考(思考篇)

• @return the current thread’s value of this thread-local

*/

public T get() {

Thread t = Thread.currentThread(); //@1

ThreadLocalMap map = getMap(t); //@2

if (map != null) {

ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); //@3

if (e != null)

return (T)e.value;

}

return setInitialValue(); // @4

}

代码@1：获取当前线程。

代码@2：从当前线程获取ThreadLocalMap。

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {

return t.threadLocals;

}

这里是直接返回线程对象的threadLocals变量，有点意思吧，所以说ThreadLocal，是线程的本地变量，就是这层意思，真正存放数据的地方，就是线程对象本身，其实接下来的会更加有意思：我们进入ThreadLocalMap源码分析，得知，原来ThreadLocalMap就是一个Map结构（K-V）键值对，关于里面的源码就不一一分析了，ThreadLocalMap(ThreadLocal firstKey, Object firstValue),firstKey 为ThreadLocal,神奇吧，其实这也是为什么Thread的本地变量的数据类型为Map的原型，一个线程可以被多个ThreadLocal关联，每声明一个，就在线程的threadLocals增加为一个键值对，key 为 ThreadLocal,而value为具体存放的对象。

代码@3：如果线程的ThreadLocalMap不为空，则直接返回对，否则进入到代码@4

代码@4：初始化并获取放入ThreadLocal中的变量。

上面就是ThreadLocal的核心设计理念，为了更加直观的说明ThreadLocal原理，举例说明：

---

public class ThreadLocalDemo1 {

private static final ThreadLocal schemaLocal

= new ThreadLocal();

public void test1() {

String a = schemaLocal.get();

ThreadLocalDemo2 demo2 = new ThreadLocalDemo2();

demo2.test(a);

}

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

}

}

public class ThreadLocalDemo2 {

private static final ThreadLocal slocal = new ThreadLocal();

public void test(String b) {

String a = slocal.get();

// 其他代码

System.out.println(b);

}

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

}

}

public class TestMain {

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

ThreadLocalDemo1 d = new ThreadLocalDemo1();

d.test1();

}

}

一个线程调用 ThreadLocalDemo1 的 test1方法，在这个执行链中会涉及到两个ThreadLocal变量，调用ThreadLocal的get方法，首先会获取当前线程，然后从当前线程对象中获取线程内部属性[ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;],然后从ThreadLocalMap中以ThreadLocal对象为键，从threadLocals map中获取存放的值。

线程的threadLocals值为

{

ThreadLocalDemo1.schemaLocal  : 该变量中的值,

ThreadLocalDemo2.scloal : 存放在本线程中的值

}

3、 ThreadLocal优化思考

==================

ThreadLocal的数据访问算法，本质上就是Map的访问特性。

我在分析HashMap源码的时候，已经将HashMap的存储结构讲解完毕，如有兴趣，可以浏览一下我的博文：深入理解HashMap:http://blog.youkuaiyun.com/prestigeding/article/details/52861420,HashMap根据key的访问速度效率是很快的，为什么呢？因为HashMap根据key的hash,然后会定位到内部的数据槽（该数据是数组结构），众所周知，根据数组的下标访问，访问速度是最快的，也就是说HashMap根据key的定位速度比LinkedList等都快，仅次于数组访问方式，这是因为HashMap多了一步Hash定位槽的过程（当然，如果有Hash冲突那就更慢了）。所以，如果在高并发场景下，需要进一步优化ThreadLocal的访问性能，那就要从线程对象（Thread的threadLocals 数据结构下手了，如果能将数据结构修改为数组，然后每个ThreadLocal对象维护其下标那就完美了）。是的，Netty框架就是为了高并发而生的，由于并发访问的数量很大，一点点的性能优化，就会带来可观的性能提升效应，Netty主要从如下两个方面对ThreadLocal的实现进行优化

• 线程对象直接提供 set、get方法，以便直接获取线程本地存储相关的变量属性。

• 将数据存储基于数组存储。

4、Netty关于ThreadLocal机制的优化

=========================

由于ThreadLocal是JDK的原生实现，通用性很强，直接扩展进行定制化不是明智的选择，故Netty在优化ThreadLocal的方式是自己另起灶炉，实现ThreadLocal的语义。优化方法如下：

• 提供一个接口，FastThreadLocalAccess,并对线程池工厂类进行定制，创建的线程继承在java.lang.Thread类，并实现FastThreadLocalAccess接口，提供直接设置，获取线程本地变量的方法。

• 提供FastThreadLocal类，此类实现ThreadLocal相同的语义。

• 提供InternalThreadLocalMap类，此类作用类同于java.lang.ThreadLocal.ThreadLocalMap类，用于线程存放真实数据的结构。

4.1 扩展线程对象，提供set,get方法

---

通过定制的线程池工厂，创建的线程对象为扩展后的线程对象，在Netty中对应为FastThreadLocalThread，该类本身很简单，值得大家注意的是其思想，jdk并发包中提供的线程池实现机制中，提供了线程创建的工厂的扩展点，这里就是其典型的实践。这里附上其源码，不做解读：

public class FastThreadLocalThread extends Thread implements FastThreadLocalAccess {

private InternalThreadLocalMap threadLocalMap;

public FastThreadLocalThread() { }

public FastThreadLocalThread(Runnable target) {

super(target);

}

public FastThreadLocalThread(ThreadGroup group, Runnable target) {

super(group, target);

自我介绍一下，小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。

深知大多数Java工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长或者是报班学习，但对于培训机构动则几千的学费，着实压力不小。自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

因此收集整理了一份《2024年Java开发全套学习资料》，初衷也很简单，就是希望能够帮助到想自学提升又不知道该从何学起的朋友，同时减轻大家的负担。

既有适合小白学习的零基础资料，也有适合3年以上经验的小伙伴深入学习提升的进阶课程，基本涵盖了95%以上Java开发知识点，真正体系化！

由于文件比较大，这里只是将部分目录大纲截图出来，每个节点里面都包含大厂面经、学习笔记、源码讲义、实战项目、讲解视频，并且后续会持续更新

如果你觉得这些内容对你有帮助，可以添加V获取：vip1024b （备注Java）

最后

小编精心为大家准备了一手资料

以上Java高级架构资料、源码、笔记、视频。Dubbo、Redis、设计模式、Netty、zookeeper、Spring cloud、分布式、高并发等架构技术

【附】架构书籍

1. BAT面试的20道高频数据库问题解析
2. Java面试宝典
3. Netty实战
4. 算法

BATJ面试要点及Java架构师进阶资料

一个人可以走的很快，但一群人才能走的更远。如果你从事以下工作或对以下感兴趣，欢迎戳这里加入程序员的圈子，让我们一起学习成长！

AI人工智能、Android移动开发、AIGC大模型、C C#、Go语言、Java、Linux运维、云计算、MySQL、PMP、网络安全、Python爬虫、UE5、UI设计、Unity3D、Web前端开发、产品经理、车载开发、大数据、鸿蒙、计算机网络、嵌入式物联网、软件测试、数据结构与算法、音视频开发、Flutter、IOS开发、PHP开发、.NET、安卓逆向、云计算

人可以走的很快，但一群人才能走的更远。如果你从事以下工作或对以下感兴趣，欢迎戳这里加入程序员的圈子，让我们一起学习成长！**](https://bbs.youkuaiyun.com/forums/4304bb5a486d4c3ab8389e65ecb71ac0)

AI人工智能、Android移动开发、AIGC大模型、C C#、Go语言、Java、Linux运维、云计算、MySQL、PMP、网络安全、Python爬虫、UE5、UI设计、Unity3D、Web前端开发、产品经理、车载开发、大数据、鸿蒙、计算机网络、嵌入式物联网、软件测试、数据结构与算法、音视频开发、Flutter、IOS开发、PHP开发、.NET、安卓逆向、云计算