ThreadLocal實(shí)現(xiàn)原理
下面是ThreadLocal相關(guān)類的類結(jié)構(gòu)圖逞壁，如圖:
由該圖可知流济，Thread類中有一個(gè)threadLocals和一個(gè)inheritableThreadLocals，它們都是ThreadLocalMap類型的變量猾担，而ThreadLocalMap是一個(gè)定制化的HashMap袭灯。在默認(rèn)情況下，每個(gè)線程中的這兩個(gè)變量都為null绑嘹，只有當(dāng)線程第一次調(diào)用ThreadLocal的set()或get()方法時(shí)才華創(chuàng)建它們稽荧。其實(shí)每個(gè)線程的本地變量不是存放在ThreadLocal實(shí)例里面，而是存放在具體線程內(nèi)存空間中。ThreadLocal就是一個(gè)工具殼姨丈，它通過set方法把value值放入調(diào)用線程的threadLocals里面并存放起來畅卓，當(dāng)調(diào)用線程調(diào)用它的get方法時(shí)，再從當(dāng)前線程的threadLocals變量里面將其拿出來使用蟋恬。如果調(diào)用線程一直不重質(zhì)翁潘，那么這個(gè)本地變量會一直存放在調(diào)用線程的threadLocals變量里面，所以當(dāng)不需要使用本地變量的時(shí)候可以通過調(diào)用ThreadLocal變量的remove()方法歼争，從當(dāng)前線程的threadLocals里面刪除該本地變量拜马。另外，Thread里面的threadLocals為何被設(shè)計(jì)為map結(jié)構(gòu)沐绒？很明顯是因?yàn)槊總€(gè)線程可以慣量多個(gè)ThreadLocal變量俩莽。
下面簡單分析ThreadLocal的set，get以及remove方法的實(shí)現(xiàn)邏輯乔遮。
void set(T value)
public void set(T value) {
// (1) 獲取當(dāng)前線程
Thread t = Thread.currentThread();
// (2) 將當(dāng)前線程作為key扮超，去查找對應(yīng)的線程變量，找到則設(shè)置
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
// (3) 第一次調(diào)用就創(chuàng)建當(dāng)前線程對應(yīng)的HashMap
createMap(t, value);
}
代碼 (1) 首先獲取調(diào)用線程蹋肮，然后使用當(dāng)前線程作為參數(shù)調(diào)用getMap(t)方法出刷，getMap(Thread t)的代碼如下。
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
可以看到坯辩，getMap(t)的作用時(shí)獲取線程自己的變量threadLocals馁龟，threadLocal變量被綁定到了線程的成員變量上。
如果getMap(t)的返回值不為空漆魔，則把value值設(shè)置到threadLocals中屁柏，也就是把當(dāng)前變量放入當(dāng)前線程的內(nèi)存變量threadLocals中。threadLocals是一個(gè)HashMap結(jié)構(gòu)有送，其中key就是當(dāng)前ThreadLocal的實(shí)例對象引用，value是通過set方法傳遞值僧家。
如果getMap(t)返回值為空則說明是第一次調(diào)用set方法雀摘，這時(shí)創(chuàng)建當(dāng)前線程的threadLocals變量。下面來看createMap(t, value)做什么八拱。
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
它創(chuàng)建當(dāng)前線程的threadLocals變量阵赠。
T get()
public T get() {
// (1) 獲取當(dāng)前線程
Thread t = Thread.currentThread();
// (2) 獲取當(dāng)前線程的threadLocals變量
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// (3) 如果threadLocals不為null，則返回對應(yīng)本地變量的值
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entity e = map.getEntity(this);
if (e != null) {
@SuppressWrarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// (4) threadLocals為空則初始化當(dāng)前線程的threadLocals成員變量
return setInitialValue();
}
代碼 (1) 首先獲取當(dāng)前線程實(shí)例肌稻，如果當(dāng)前線程的threadLocals變量不為null清蚀，則直接返回當(dāng)前線程綁定的本地線程變量，負(fù)責(zé)執(zhí)行代碼 (4) 進(jìn)行初始化爹谭。setInitialValue() 的代碼如下枷邪。
private T setInitialValue() {
// (5) 初始化為null
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// (6) 如果當(dāng)前線程的threadLocals不為空
if (map != null)
map.set(this, value);
else
// (7) 如果當(dāng)前線程的threadLocals變量為空
createMap(t, value);
return value;
}
protected T initialValue() {
return null;
}
如果當(dāng)前線程的threadLocals變量不為空，則設(shè)置當(dāng)前線程的本地線程變量值為null诺凡，否則調(diào)用createMap方法創(chuàng)建當(dāng)前線程的createMap變量东揣。
void remove()
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}
以上代碼所示践惑，如果當(dāng)前線程的threadLocals變量不為空，則刪除當(dāng)前線程中指定ThreadLocal實(shí)例的本地變量嘶卧《酰‘
總結(jié)：
在每個(gè)線程內(nèi)部都有一個(gè)名為threadLocals的成員變量，該變量的類型為HashMap芥吟，其中key為我們定義的ThreadLocal變量的this引用侦铜，value則為我們使用set方法設(shè)置的值。 每個(gè)線程本地變量存放在線程自己的內(nèi)存變量threadLocals中钟鸵，如果當(dāng)前線程一直不消亡钉稍，那么這些本地變量會一直存在，所以可能會造成內(nèi)存溢出携添，因此使用完畢后要記得調(diào)用ThreadLocal的remove方法刪除對應(yīng)線程的threadLocals中的本地變量嫁盲。
