java并发编程---ThreadLocal类详解

    在并发编程中，如果多个线程共享数据，如果没有对该共享数据进行同步处理，那么在程序运行过程中可能出现一些奇怪的问题。例如一个数据库连接对象，被多个线程使用时，如果某个线程关闭了连接，那在正在使用该连接的线程将抛出异常，这种情况可以使用TreadLocal工具来实现，每一个线程单独拥有一个数据库连接的备份，线程之间互不影响。

    一、ThreadLocal类中主要的方法有：

        1、initialValue():用于初始化ThreadLocal中存储的对象

            该方法是protected，默认返回类型是null，所以在使用过程中需要对该方法进行重写。

        2、get():获取ThreadLocal存储的对象            

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();
}

            第一步获取当前线程对象

            第二部获取当前线程中的ThreadLocalMap对象：getMap()方法

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

        该方法是调用当前线程中的threadLocals变量（Thread类中的成员变量）

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

         这说明线程中的ThreadLocal的备份数据是存在本线程的变量中，每一个线程都有一个ThreadLocalMap键值对来存储线程中使用到的ThreadLocal数据。

             第三部对getMap()方法返回的ThreadLocalMap，判断是否null（当线程第一次使用ThreadLocal时，该变量为null），如果不为空，根据this（调用该方法的ThreadLocal变量）查询是否存储该ThreadLocal的Entry，如果存在直接返回对象；如果不存在调用setInitialValue()方法新增该对象并返回。

        其中setInitialValue()方法体为：

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);
    return value;
}

            调用initialValue()方法返回T对象，默认返回null，需要用户重写该方法，否则将抛出空指针异常。

        3、set():修改或者初始化ThreadLocal存储的对象

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

          同样需要从当前线程中获取ThreadLocalMap对象，然后根据情况把对象存到ThreadLocalMap对象中，Key是ThreadLocal对象本身（this）

        4、remove():删除ThreadLocal存储的对象

            

public void remove() {
    ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
    if (m != null)
        m.remove(this);
}

      5、还包括一个静态内部类ThreadLocalMap:该内部类中有一个静态类Entry，该类继承了WeakReference，Key是ThreadLocal，value是需要存储的对象

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;
        }
    }

    总结：

        根据上面的分析，ThreadLocal类将对象备份数据存储到每一个使用ThreadLocal对象的线程中，每一个线程都可以使用多个ThreadLocal对象，其中使用Thread线程类中的ThreadLocalMap成员变量来管理。这样一来每个线程独立管理ThreadLocal中存储的对象，不会出现多线程安全问题，不过使用ThreadLocal类会带来一些内存空间的开销。