讀懂ThreadLocal

ThreadLocal該類可以實現(xiàn)線程本地變量室囊,即每個線程訪問的變量是屬于不同的副本的忍啸。先來段測試代碼择份,然后根據(jù)源碼解讀其實現(xiàn)原理。

package com.walterlife.javacore;

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadLocalTest {
    public static class Task implements Runnable {
        private ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();

        @Override
        public void run() {
            threadLocal.set((int)(Math.random() * 100D));
            try {
                Thread.sleep(1000); // sleep為了可以使每個線程變量賦值語句執(zhí)行完畢
            } catch (InterruptedException e) {

            }
            System.out.println(threadLocal.get());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Task task = new Task();
        executorService.execute(task);
        executorService.execute(task);
        executorService.shutdown();
    }
}

上述代碼中在多線程中使用threadLocal靜態(tài)變量官帘,來表示線程本地變量瞬雹,運行結(jié)果為:2個線程結(jié)果不一致

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現(xiàn)在開始解讀其原理,先從ThreadLocal.set 方法說起刽虹,代碼如下

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

第一次set肯定先調(diào)用createMap 創(chuàng)建Thread的ThreadLocalMap對象酗捌,

// t 是Thread線程對象,所以ThreadLocalMap是屬于Thread的,存儲值k:v -> ThreadLocal:value,map中可以存儲多個ThreadLocal值
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);

其中ThreadLocalMap就是最核心的機制涌哲,該類型可以看作是自己內(nèi)部實現(xiàn)的HashMap
其中存儲key/value的類實現(xiàn)如下胖缤,

 static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** 該值就是與ThreadLocal關(guān)聯(lián)的線程需要讀寫的值 */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
 }

然后ThreadLocalMap使用Entry[] table 來存儲多個ThreadLocal,來實現(xiàn)多個私有變量的讀寫阀圾。
然后我們繼續(xù)之前set方法的調(diào)用 map.set(this, value)哪廓,這里最終調(diào)用的就是ThreadLocalMap的set方法

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            // 計算hashcode值,即table索引值
            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)
                // 對table進行擴容操作
                rehash();
}       

至此 ThreadLocal的set機制已經(jīng)了解的差不多了其根本思想就是使用HashTable存儲機制存儲多個ThreadLocal->value鍵值對初烘。
那么get方法就比較好理解啦撩独,顧名思義就是先取到當(dāng)前線程的ThreadLocalMap,然后用ThreadLocal當(dāng)作key值去index找到value值账月。代碼也很簡單

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);
}

另外Entry繼承的引用的弱引用(WeakReference),這么做可以在JVM垃圾回收時內(nèi)存不足的時候即使回收ThreadLocal變量內(nèi)存澳迫,從而不容易出現(xiàn)內(nèi)存溢出異常局齿。

好了,以上就是我對ThreadLocal類的個人理解橄登。如有不足抓歼,歡迎留言補充。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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