ThreadLocal的基本原理与实现

一、概念

  首先,ThreadLocal并不是一个Thread,这个类提供了线程局部变量,这些变量不同于它们的普通对应物,因为访问某个变量的每个线程都有自己的局部变量,它独立于变量的初始化副本。

二、基本原理

  ThreadLocal是如何做到为每一线程维护变量的副本的呢?下面通过源码(jdk1.7版本)来阐述ThreadLocal的基本原理。

  在具体分析之前,先做几点说明:

  1:在TreadLocal中有一个静态内部类ThreadLocalMap

static class ThreadLocalMap 
{
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> 
    {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;
            Entry(ThreadLocal k, Object v)
     {
                super(k);
                value = v;
       }
     }   
    ...
}

  2:ThreadLocal中又定义一个键值对Entry,它用ThreadLocal作为键值。我们看到在Thread类中有一个ThreadLocalMap的类型的变量叫做threadLocals。

  

  下面具体分析一下ThreadLocal的两个关键函数get()和set():

  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) return (T)e.value; } return setInitialValue(); }

  在get函数中,首先获取到当前的线程t,再根据t获取ThreadLocalMap。下面试getMap()函数:

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

  可以看到,该函数返回就是我们上面提到的每个线程都有的ThreadLocalMap类型变量threadLocals。

  如果map不为空,则根据map.getEntry(this)获取Entry键值对。注意:这里的this指的是当前的ThreadLocal对象,一个Thread可能对应不止一个ThreadLocal,想要知道具体是Thread对应的哪个ThreadLocal,就要在Thread中维护一个ThreadLocalMap,以ThreadLocal为键,就可以找到Thread在某个ThreadLocal里对应的本地数据。获取到Entry后,我们就可以拿到保存在Entry里面的value值了。

private Entry getEntry(ThreadLocal key) 
{
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1); Entry e = table[i]; if (e != null && e.get() == key) return e; else return getEntryAfterMiss(key, i, e); }

  如果map为空,则调用setInitialValue()函数进行初始化。并返回initialValue函数返回的值,不覆写initialValue的情况下,返回的是null。

 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、set()方法

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

  set函数同样是先获取ThreadLocalMap类型的变量map。

  如果map不为空,则:

 private void set(ThreadLocal key, Object value)
 {
            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();
        }

  如果map为空,则

void createMap(Thread t, T firstValue) 
{ t.threadLocals
= new ThreadLocalMap(this, firstValue); }

三、总结

  ThreadLocal是通过下面的方式来实现为每一个线程维护变量的副本的:

  在ThreadLocal类中定义了一个ThreadLocalMap,每一个Thread都有一个ThreadLocalMap类型的变量threadLocals,就是用threadLocals来存储每一个线程的变量副本,threadLocals内部有一个Entry数组,我们根据键值线程对象,来找到对应线程的变量副本。

 

posted @ 2016-08-16 21:18  温布利往事  阅读(4596)  评论(0编辑  收藏  举报