ThreadLocal底层源码解析

ThreadLocal:顾名思义的意思是本地线程或者局部线程的意思,其真正含义是希望多个线程之间拥有自己的局部变量,多个线程间拥有自己的私人变量,在多线程间不被共享,被线程单独享用,这就是ThreadLocal设计之初的原衷

因此,无论是操作系统级别还是编程语言中,我们都能看到ThreadLocal的设计实现.

1.ThreadLocal原理

ThreadLocal如何实现线程隔离?

具体来说，ThreadLocal在每个线程中维护了一个ThreadLocalMap对象。ThreadLocalMap是一个散列表，其中键是ThreadLocal变量的引用，值是ThreadLocal变量的值。

具体来看Get方法的实现:

1.1.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();
    }

获取当前线程,并获取当前线程的散列映射,也就是存储value的地方,根据当前散列映射判断键值对是否存在,不存在则说明未初始化,之后调用getEntry方法获取ThreadLocalMap的entry,也就是存放键和值的地方,至于这个键值是什么,后面再看,如果没有拿到,就同时去进行初始化setInitialvalue.

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1.2.setInitialValue初始化方法

在一开始线程的局部变量没初始化设置好的情况下,这个方法是一定会被调用的,因此了解他的内部实现是有必要的

 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;
    }

1. 先初始化他内部的值,这个值默认情况下为null

2. 然后获取当前线程,根据当前线程获取他的ThreadLocalMap

3. 如果ThreadLocalMap存在则进行初始化赋值,如果不存在则创造

4. 最后返回value.

• 注:ThreadLocal并不是传统意义上的散列映射

• set方法的实现类似

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1.3.ThreadLocalMap的具体实现

static class ThreadLocalMap {

        /**
         * The entries in this hash map extend WeakReference, using
         * its main ref field as the key (which is always a
         * ThreadLocal object).  Note that null keys (i.e. entry.get()
         * == null) mean that the key is no longer referenced, so the
         * entry can be expunged from table.  Such entries are referred to
         * as "stale entries" in the code that follows.
         */
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

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

ThreadLocalMap是一个静态内部类,同样内部也包含一个静态内部类Entry,实现其真正value的存储方式,并继承弱引用,因此Entry的真正的实现是一个简单的Object的对象去存储的value,除此之外还包括几个重要成员对象

        /**
         * The initial capacity -- MUST be a power of two.
         */
        private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;

        /**
         * The table, resized as necessary.
         * table.length MUST always be a power of two.
         */
        private Entry[] table;

        /**
         * The number of entries in the table.
         */
        private int size = 0;

        /**
         * The next size value at which to resize.
         */
        private int threshold; // Defa