ThreadLocal--重点笔记

一 什么是ThreadLocal

ThreadLocal类用来提供线程内部的局部变量。这种变量在多线程环境下访问（通过get和set方法访问）时能保证各个线程的变量相对独立于其他线程内的变量。ThreadLocal实例

通常来说都是private static类型的，用于关联线程和线程上下文。

特性
1，线程安全: 在多线程并发的场景下保证线程安全
2，传递数据: 我们可以通过ThreadLocal在同一线程，不同组件中传递公共变量
3，线程隔离: 每个线程的变量都是独立的，不会互相影响

 

 

二 ThreadLocal的内部结构

但是，JDK后面优化了设计方案，在JDK8中 ThreadLocal的设计是：每个Thread维护一个ThreadLocalMap，这个Map的key是ThreadLocal实例本身，value才是真正要存储的值Object。

具体的过程是这样的：

1，每个Thread线程内部都有一个Map (ThreadLocalMap),
2，Map里面存储ThreadLocal对象（key）和线程的变量副本（value）
3，Thread内部的Map是由ThreadLocal维护的，由ThreadLocal负责向map获取和设置线程的变量值。,
4，对于不同的线程，每次获取副本值时，别的线程并不能获取到当前线程的副本值，形成了副本的隔离，互不干
扰。

 

 

三 内存泄漏

待整理

四 hash冲突的解决

从ThreadLocal的set() 方法入手

public void set(T value) {
2 Thread t = Thread.currentThread();
3 ThreadLocal.ThreadLocalMap map = getMap(t);
4 if (map != null)
5 //调用了ThreadLocalMap的set方法
6 map.set(this, value);
7 else
8 createMap(t, value);
9 }
10
11 ThreadLocal.ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
12 return t.threadLocals;
13 }
14
15 void createMap(Thread t, T firstValue) {
16 //调用了ThreadLocalMap的构造方法
17 t.threadLocals = new ThreadLocal.ThreadLocalMap(this, firstValue);
18 }

 ThreadLocalMap中的set方法

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
2 ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry[] tab = table;
3 int len = tab.length;
4 //计算索引(重点代码，刚才分析过了）
5 int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
6 /**
7 * 使用线性探测法查找元素（重点代码）
8 */

9 for (ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry e = tab[i];
10 e != null;
11 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
12 　　ThreadLocal<?> k = e.get();
13 　　//ThreadLocal 对应的 key 存在，直接覆盖之前的值
14 　　if (k == key) {
15 　　　　e.value = value;
16 　　return;
17 　　}
18 　　// key为 null，但是值不为 null，说明之前的 ThreadLocal 对象已经被回收了，
19 　　// 当前数组中的 Entry 是一个陈旧（stale）的元素
20 　　if (k == null) {
21 　　//用新元素替换陈旧的元素，这个方法进行了不少的垃圾清理动作，防止内存泄漏
22 　　　　replaceStaleEntry(key, value, i);
23 　　return;
24 　　}
25 }

26 
27 //ThreadLocal对应的key不存在并且没有找到陈旧的元素，则在空元素的位置创建一个新的 Entry。
28 tab[i] = new Entry(key, value); 
29 int sz = ++size; 
30 /** 
31 * cleanSomeSlots用于清除那些e.get()==null的元素， 
32 * 这种数据key关联的对象已经被回收，所以这个Entry(table[index])可以被置null。 
33 * 如果没有清除任何entry,并且当前使用量达到了负载因子所定义(长度的2/3)，那么进行 * rehash（执行一次全表的扫描清理工作） 
34 */ 
35 if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) 
36 rehash(); 
37 } 
38 
39 /** 
40 * 获取环形数组的下一个索引 
41 */ 
42 private static int nextIndex(int i, int len) { 
43 return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0); 
44 }

代码执行流程：

A. 首先还是根据key计算出索引 i，然后查找i位置上的Entry，

B. 若是Entry已经存在并且key等于传入的key，那么这时候直接给这个Entry赋新的value值,

C. 若是Entry存在，但是key为null，则调用replaceStaleEntry来更换这个key为空的Entry,

D. 不断循环检测，直到遇到为null的地方，这时候要是还没在循环过程中return，那么就在这个null的

位置新建一个Entry，并且插入，同时size增加1。

最后调用cleanSomeSlots，清理key为null的Entry，最后返回是否清理了Entry，接下来再判断sz 是否

>= thresgold达到了rehash的条件，达到的话就会调用rehash函数执行一次全表的扫描清理。

 

重点分析 ： ThreadLocalMap使用线性探测法来解决哈希冲突的。

该方法一次探测下一个地址，直到有空的地址后插入，若整个空间都找不到空余的地址，则产生溢出。

举个例子，假设当前table长度为16，也就是说如果计算出来key的hash值为14，如果table[14]上已经

有值，并且其key与当前key不一致，那么就发生了hash冲突，这个时候将14加1得到15，取table[15]

进行判断，这个时候如果还是冲突会回到0，取table[0],以此类推，直到可以插入。

按照上面的描述，可以把Entry[] table看成一个环形数组。