ThreadLocal原理及源码分析 - kakaka123456

1. ThreadLocal的作用

　　ThreadLocal的存在和多线程是密切相关的，ThreadLocal为多线程解决并发问题提供了一个新的思路，同时ThreadLocal的设计思想也比较纯粹。

　　我们都知道ThreadLocal是为多线程之间提供专属的变量、对象等等，通过ThreadLocal获取的value并不是线程共享的，而是线程自己独有的。即每个线程获取自己专有的value，互不干扰。

 

 

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2. ThreadLocal的设计猜想

　　① 满足线程的隔离：如果变量是所属对象(thread)的成员属性，可以理解为将变量和thread对象绑定在一起。

　　 ② 考虑到副本数据的存储。

　　笔者认为ThreadLocal的设计应该是从以上两点出发的，考虑到线程间的隔离才能保证独有性，另外，每个线程独有的ThreadLocal变量需要以某种数据结构形式进行存储。既要满足隔离，又要能够存储，那么将ThreadLocal变量值与线程对象(thread)关联起来会是一个容易想到并且实现的方法。

 

 

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3. ThreadLocal.get()方法源码分析

　　下图是ThreadLocal的get()方法源码，首先获取当前线程对象t，通过getMap(Thread t)方法获取线程对象t的ThreadLocalMap属性，顾名思义ThreadLocalMap是专门用来存储ThreadLocal及其value值的键值对结构map，其中ThreadLocal对象为key，对应的变量值或者对象为value，获取ThreadLocalMap中key为当前ThreadLocal对象的Entry对象e，如果Entry对象e的value不为空，就说明this(当前ThreadLocal对象)已经初始化值或者通过ThreadLocal.set()方法重置过值，直接返回；否则调用ThreadLocal.setInitalValue()方法初始化。

 

 

 

 

 

 

　　通过上面的ThreadLocal.get()方法的初步解析，我们对ThreadLocal和线程对象thread之间的关系以及线程对象是如何存储ThreadLocal变量应该有如下图的一个认知，例如代码：

private static ThreadLocal<Integer> numLocal = new ThreadLocal<Integer>(){
　　protected Integer initialValue(){
　　　　return 0;
　　}
}

public static void main(String[] args){
　　Thread[] threads = new Thread[5];
　　for (int i = 0; i < threads.length; i++){
　　　　threads[i] = new Thread(
　　　　int x = numLocal.get().intValue();
　　　　x+=5;
　　　　numLocal.set(x);
　　　　System.out.println(numLocal.get());
　　　　);
　　}
for (int i = 0; i < threads.length; i++){
　　threads[i].start();
　}
}

　　代码的运行结果显示五个线程的Threadlocal变量值都是5，每个线程对象都有一个自己的ThreadlocalMap属性，其中ThreadlocalMap都包含一个key为同一个numLocal的Entry对象，value就是各自set的值5.

 

 

 

 

 

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4. ThreadLocal.set()方法源码分析

　　同样，ThreadLocal.set()方法也是先获取当前线程对象t，然后拿到t的ThreadLocalMap属性，如果map不为空，则调用ThreadLocalMap.set方法；否则调用createMap方法初始化线程对象t的ThreadLocalMap属性并把value作为第一个Entry对象的值完成初始化。

　　

 

 

　　ThreadLocalMap

　　ThreadLocalMap.set方法是关键，既然也是Map，那么ThreadLocalMap的set方法和HashMap其实也是差不多的。我们都知道HashMap在调用set方法时，是根据key值的散列值确定在HashMap中物理位置，如果已存在完全相等的key，则用新value覆盖掉原有的value，如果不存在完全相等的key，则先判断是否需要扩容后新增Entry元素。

　　注意：这里有判断key==null；这是因为ThreadLocal属于弱引用。