线程内部存储---TheadLocal从使用到源码分析

ThreadLocal是什么?

ThreadLocalThreadLocal是一个线程内部用于存储数据的类,通过它可以在指定的线程中存储数据,数据存储以后,只有在该线程中可以获取到存储的数据,对于其它线程来说无法获取到数据。个人认为是一个线程内部的存储机制。

如何使用?

ThreadLocal<Boolean> threadLocal = new ThreadLocal<>();

这样就在一个线程创建了ThreadLocal这个对象,这个对象支持范性的,也就是说我们可以存储的自己想存的任意类型。

  threadLocal.set(true);

这样我们就在当前所在线程,存储了true。

new Thread("Thread#1") {
      @Override
       public void run() {
            System.out.println(threadLocal.get());
           };
        }.start();

我们在一个分线程去打印这个刚才存储的值会发现是null,因为这是在两个线程操作的。如果在当前线程获取则为正确刚才存的值。
如果想移除这个数据也很简单:

threadLocal.remove();

这就是threadLocal的使用,其实很简单。 主要记得是区分线程的就ok。

内部源码是如何实现的呢?

image.png

这就是treadLocal中的所有方法了,其实我们最关心的就是set和get方法。

我们先看set:

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

这就是set方法,对就这么几行。
首先会通过Thread.currentThread();这个方法获取当前线程的Thread。然后通过getMap()获取 ThreadLocalMap对象。

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

getMap中也很简单,就是返回这个线程的threadLocals, 这个ThreadLocal就是 Thread中的一个变量ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
其实还是ThreadLocal中的内部类ThreadLocalMap;这里一会在分析,先顺着思路往下走。
获取map之后会根据判断如果不是null就进行set,也就是存储,如果是null就会调用createMap()方法进行创建这个ThreadMap。接下来在看是如何set和createMap的。

创建其实很简单,直接就是new一个。

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

set方法就稍微复杂了些,因为这也是核心内容。set方法在内部类ThreadLocalMap中,所以接下来分析下这个ThreadLocalMap类。

ThreadLocalMap

这个类在构造中创建了一个数组, new Entry[INITIAL_CAPACITY]; ,Entry里面就是一个object的对象,然后里面主要getEntry和set方法进行存取和读取。

   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) {//这里判断这个k和传进来的key是否相等
                    e.value = value;//进行存储后return
                    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();
        }

看主要代码 判断k和传进来的key相等话就存储这个value
get方法:

private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
   int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);//根据key获取位下标
            Entry e = table[i];  // 根据下标,获取这个Entry 里面是一个object,实现了软引用
            if (e != null && e.get() == key)
                return e; //校验没问题后返回
            else
                return getEntryAfterMiss(key, i, e);
        }

我们再看get:

  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();
    }

get里面也是要先获取当前的Thread这也就是为什么ThreadLocal获取和存储的都是只在当前线程的。

然后也是getMap方法获取这个ThreadLocalMap,这也就是为什么里面就一行代码,也要写成一个方来,因为这是中思路,其他地方获取直接调用就行,日后扩展的话一样方便。

再然后就是通过这个map去调用上面说的getEntry方法。

至此,我们就知道ThreadLocal的总体工作流程和思路了。

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