ThreadLocal源码分析以及解决常见面试问题

参考：

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920407.html 参考用例

https://www.cnblogs.com/ablejava/p/5914090.html 根本原因分析 

1，常规使用

    static final ThreadLocal<Long> longLocal = new ThreadLocal<>();
    static final ThreadLocal<String> stringLocal = new ThreadLocal<>();
    // 被调用的 入口
    public void testThreadLocal(String threadNameA, String threadNameB) {
        set();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                set();
                get();
            }
        }, threadNameA).start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                set();
                get();
            }
        }, threadNameB).start();
        get();
    }
	// 统一，放入数据
    private void set() {
        longLocal.set(Thread.currentThread().getId());
        stringLocal.set(Thread.currentThread().getName());
    }
	// 统一，获取数据，并打印
    private void get() {
        long longNum = longLocal.get();
        String strName = stringLocal.get();
        LogUtil.v("longNum = " + longNum + ", strName = " + strName);
    }

打印结果:

V/xxx->MainActivity.get(L:57):: LogUtil -> longNum = 56015, strName = newThreadA
V/xxx->MainActivity.get(L:57):: LogUtil -> longNum = 56016, strName = newThreadB
V/xxx->MainActivity.get(L:57):: LogUtil -> longNum = 1, strName = main

总结：

    * 以上测试代码也是系统源码中使用ThreadLocal的方式

    * 以上测试结果，仅仅表明：ThreadLocal能够避免线程安全问题，因为多线程操作并没有产生冲突(多次尝试打印结果一样)

2，ThreadLocal的set、get方法

1) set方法

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t); // 获取旧的ThreadLocalMap
        if (map != null)
            map.set(this, value); // 直接放置数据
        else
            createMap(t, value); // 创建新的ThreadLocalMap
    }
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
	
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

set的作用为：若当前线程，无ThreadLocalMap，则创建并放置数据；若当前线程，有ThreadLocalMap，则继续放入数据

2) 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();
    }
	
    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;
    }

2) get方法

get的作用为：若当前线程，有ThreadLocalMap，则获取其中的数据；若当前线程，无ThreadLocalMap，则获取默认初始化的数据

总结：

    * ThreadLocal放置和获取数据，都是以 this和value作为一对放入；因此，一个threadLocal，仅仅对应一个value

    * ThreadLocal<T> 中的泛型，和value的数据类型一致

    * ThreadLocal每次存放数据，都是放置到ThreadLocalMap中，而ThreadLocalMap是属于Thread的私有变量

3，ThreadLocalMap

    static class ThreadLocalMap {
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            Object value;
            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
        private static final int INITIAL_CAPACITY = 16; // 初始容量
        private Entry[] table; // 具体存储的数据
	}

总结：

    * ThreadLocalMap和普通的map相同，是以数组作为实际的存储对象

    * ThreadLocalMap中数组对应的是，Entry(ThreadLocal、Value)，并且key和value是弱引用；即：一旦某一方被回收，另一方是不会导致内存泄漏的

4，整体内存分析

1) 内存是以Thread为主，Thread持有ThreadLocalMap、ThreadLocalMap存放着(ThreadLocal<Value> - Value)这样的数组

因此，当多线程环境下，对应的引用关系如下图所示:

结论：多线程环境下，ThreadLocal是静态类型，因此多线程的key是相同的，但value是不同的；换句话说：value就是Thread的私有成员变量

5，依据以上分析解决常见的疑问

1) ThreadLocal 线程安全的原理

    线程安全的核心在于：多线程在使用共享数据时，造成的冲突；因此，对于私有变量而言，自然而然就没有线程安全的问题。

    而value每次通过Thread获取到的都是当前线程的私有变量，并没有多线程共享该数据，当然没有线程安全的问题

2) ThreadLocal 是否存在内存泄漏

    ThreadLocalMap的存储Entry{ThreadLocal - Value}关联方式为弱引用，因此当某个ThreadLocal置空，gc时，Value是能够被回收掉的；因此不存在内存泄漏问题

3) ThreadLocal 如何使用

    * ThreadLocal一定是共享的，最好是static final类型，原因：ThreadLocal<T>，可以通过T来固定Value为单一类型；并且static final类型，能够确保在内存中为一份且不可改变

    * Value值一定不能是static类型，若Value为static类型，ThreadLocal线程安全将失效

4) ThreadLocal 使用空间换时间，如何理解

    * 通过增加数组(存放引用)以及每个线程备份Value的方式，解决线程安全的问题

demo地址：

ThreadLocal 测试Activity

2) get方法