并发基础概念
并发:是指同一个时间段内多个任务同时在执行。并且都没有执行结束
并行:是指单位时间内多个任务同时执行
多线程安全问题
多线程访问同一个共享时特别容易出现并发问题,特别实在多个线程需要一个共享变量进行写时,为了保证线程安全。需要对共享变量进行同步
解决线程安全问题
1、保证内存可见性和原子操作;synchronized两者皆可保证。volatile关键字只能保证内存可见性
2、变量不共享在多线程
ThreadLocal用概述
创建一个TheadLocal变量,那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的一个本地副本。
Thead ThreadLocal ThreadLocalMap关系
关系图

ThreadLocalMap实体类是ThreadLocal内部类,ThreadLocalMap内部数据结构是Entry数组。其中key存放ThreadLocal。value存放具体的变量值。
类图

Entry实体类是TheadLocalMap内部类。ThreadLocalMap实体类是ThreadLocal内部类。ThreadLocalMap在Thread实体类是一个变量。
ThreadLocalMap 源码分析
Entry类
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
Entry类继承WeakReference。表示K是一个弱引用。其目的是方便JVM 回收。
ThreadLocalMap 类
ThreadLocalMap 是一个Map数据结构,采用的键值对存储数据。table数组变量用于存储。
private Entry[] table;
ThreadLocalMap
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
// We don't use a fast path as with get() because it is at
// least as common to use set() to create new entries as
// it is to replace existing ones, in which case, a fast
// path would fail more often than not.
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)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
ThreadLocalMap 和 HashMap 都是采用Map键值对数据结构。但是二者解决Hash冲突的方式不一样。HashMap采用的是链地址法(数组+链表)。ThreadLocalMap 采用的开法地址法
ThreadLocal 源码分析
首先是一个无参的构造函数
/**
* Creates a thread local variable.
* @see #withInitial(java.util.function.Supplier)
*/
public ThreadLocal() {
}
set方法
/**
* Sets the current thread's copy of this thread-local variable
* to the specified value. Most subclasses will have no need to
* override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
* method to set the values of thread-locals.
*
* @param value the value to be stored in the current thread's copy of
* this thread-local.
*/
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
- 获取当前线程对象实例t 获取当前线程t,
- 本地线程变量集合map
- 如果当前集合map存在。则值修改value值
- 如果不存在,则创建线程本地变量Map
get 方法
/**
* Returns the value in the current thread's copy of this
* thread-local variable. If the variable has no value for the
* current thread, it is first initialized to the value returned
* by an invocation of the {@link #initialValue} method.
*
* @return the current thread's value of this thread-local
*/
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();
}
获取当前线程对象实例t
本地线程变量集合map
如果Map不等于null,根据ThreadLocal。获取value
本文详细探讨了并发编程的基础概念,包括并发与并行的区别,以及多线程中如何解决线程安全问题,重点讲解了内存可见性、原子操作和ThreadLocal的使用。通过ThreadLocalMap的数据结构和源码分析,揭示了如何避免共享变量冲突。
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