Android中ThreadLocal的实现原理是怎样的_android threadlocal 实现原理-优快云博客

在 Android 和 Java 中，ThreadLocal 的实现原理主要依赖于 ThreadLocalMap 类。以下是 ThreadLocal 的实现细节和原理：

1. ThreadLocal 类

ThreadLocal 是一个用于存储线程局部变量的类。它的关键方法包括 get、set 和 remove，这些方法在底层操作一个与当前线程相关联的 ThreadLocalMap 实例。

2. ThreadLocalMap 类

ThreadLocalMap 是 Thread 类的内部类，实际上是一个哈希表，用于存储每个线程的线程局部变量。它的结构和方法如下：

2.1 内部结构

Entry 类：ThreadLocalMap 的内部类 Entry 是一个键值对的容器。键是 ThreadLocal 对象（使用弱引用），值是线程局部变量的值。

static class ThreadLocalMap {
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
        Object value;

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

    private Entry[] table;
}

table：ThreadLocalMap 使用一个 Entry 数组来存储键值对。

2.2 设置和获取值

set 方法：通过计算 ThreadLocal 对象的哈希码并将其映射到 table 数组中的索引位置，将值存储到 Entry 中。如果在该位置已经有 Entry 对象，并且其 ThreadLocal 键与当前的 ThreadLocal 相同，则更新值；否则，创建新的 Entry 对象。

void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
    // 计算索引
    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);

    // 遍历 table 中的 Entry
    for (Entry e = table[i]; e != null; e = table[nextIndex(i, table.length)]) {
        ThreadLocal<?> k = e.get();
        if (k == key) {
            e.value = value;
            return;
        }
        if (k == null) {
            replaceStaleEntry(key, value, i);
            return;
        }
    }

    // 如果没有找到对应的 Entry，则创建新的 Entry
    table[i] = new Entry(key, value);
}

get 方法：计算 ThreadLocal 对象的哈希码并找到对应的 Entry。如果找到匹配的 Entry，则返回其值；否则，返回 null。

Object get(ThreadLocal<?> key) {
    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);

    for (Entry e = table[i]; e != null; e = table[nextIndex(i, table.length)]) {
        ThreadLocal<?> k = e.get();
        if (k == key) {
            return e.value;
        }
        if (k == null) {
            expungeStaleEntries();
        }
    }
    return null;
}

2.3 内存管理

弱引用：ThreadLocal 的键（ThreadLocal 对象）使用弱引用，确保当 ThreadLocal 对象不再被引用时，可以被垃圾回收，从而避免内存泄漏。
清理过时的条目：ThreadLocalMap 会定期清理已回收的 ThreadLocal 对象对应的 Entry。在 get 方法中，如果发现键已为 null，则会调用 expungeStaleEntries 方法来移除过时的条目。

3. ThreadLocal 的生命周期

ThreadLocal 变量的创建：每个线程创建时会初始化一个 ThreadLocalMap 对象来存储其线程局部变量。
线程结束：当线程结束时，其 ThreadLocalMap 也会被垃圾回收。由于 ThreadLocal 的键是弱引用，当 ThreadLocal 对象不再被使用时，它也会被回收，从而避免内存泄漏。

总结

ThreadLocal 的实现原理主要依赖于 ThreadLocalMap，它使用 ThreadLocal 对象作为键，并通过弱引用来避免内存泄漏。每个线程都有自己的 ThreadLocalMap 实例，确保线程局部变量的隔离。ThreadLocal 提供了线程安全的方式来管理每个线程的独立数据，避免了线程间的同步问题。