前言
在 Java多线程中，线程变量ThreadLocal非常重要，但对于很多开发者来说，这并不容易理解，甚至觉得有点神秘
今天，我将献上一份 ThreadLocal的介绍 & 实战攻略，希望你们会喜欢。
目录
1. 简介
我自己是一个从事了6年的Java全栈工程师，最近整理了一套适合2019年学习的Java\大数据资料，从基础的Java、大数据面向对象到进阶的框架知识都有整理哦，可以来我的主页免费领取哦。
2. 使用流程
主要是创建ThreadLocal变量 & 访问ThreadLocal变量
2.1 创建ThreadLocal变量
共有3种方式，具体如下
// 1. 直接创建对象
private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal()
// 2. 创建泛型对象
private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal();
// 3. 创建泛型对象 & 初始化值
// 指定泛型的好处：不需要每次对使用get()方法返回的值作强制类型转换
private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal() {
@Override
protected String initialValue() {
return "This is the initial value";
}
};
// 特别注意：
// 1. ThreadLocal实例 = 类中的private、static字段
// 2. 只需实例化对象一次 & 不需知道它是被哪个线程实例化
// 3. 每个线程都保持 对其线程局部变量副本 的隐式引用
// 4. 线程消失后，其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收（除非存在对这些副本的其他引用）
// 5. 虽然所有的线程都能访问到这个ThreadLocal实例，但是每个线程只能访问到自己通过调用ThreadLocal的set（）设置的值
// 即 哪怕2个不同的线程在同一个`ThreadLocal`对象上设置了不同的值，他们仍然无法访问到对方的值
2.2 访问ThreadLocal变量
// 1. 设置值：set()
// 需要传入一个Object类型的参数
myThreadLocal.set("初始值”);
// 2. 读取ThreadLocal变量中的值：get()
// 返回一个Object对象
String threadLocalValue = (String) myThreadLocal.get();
3. 具体使用
以下则是测试代码
public class ThreadLocalTest {
// 测试代码
public static void main(String[] args){
// 新开2个线程用于设置 & 获取 ThreadLoacl的值
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
new Thread(runnable, "线程1").start();
new Thread(runnable, "线程2").start();
}
// 线程类
public static class MyRunnable implements Runnable {
// 创建ThreadLocal & 初始化
private ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal(){
@Override
protected String initialValue() {
return "初始化值";
}
};
@Override
public void run() {
// 运行线程时，分别设置 & 获取 ThreadLoacl的值
String name = Thread.currentThread().getName();
threadLocal.set(name + "的threadLocal"); // 设置值 = 线程名
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name + "：" + threadLocal.get());
}
}
}
测试结果
线程1：线程1的threadLocal
线程2：线程2的threadLocal
// 从上述结果看出，在2个线程分别设置ThreadLocal值 & 分别获取，结果并未互相干扰
4. 实现原理
核心原理
ThreadLocal类中有1个Map（称：ThreadLocalMap）：用于存储每个线程 & 该线程设置的存储在ThreadLocal变量的值
ThreadLocalMap的键Key = 当前ThreadLocal实例、值value = 该线程设置的存储在ThreadLocal变量的值
该key是 ThreadLocal对象的弱引用；当要抛弃掉ThreadLocal对象时，垃圾收集器会忽略该 key的引用而清理掉ThreadLocal对象
关于如何设置 & 获取 ThreadLocal变量里的值，具体请看下面的源码分析
请直接看代码注释
// ThreadLocal的源码
public class ThreadLocal {
...
/**
* 设置ThreadLocal变量引用的值
* ThreadLocal变量引用 指向 ThreadLocalMap对象，即设置ThreadLocalMap的值 = 该线程设置的存储在ThreadLocal变量的值
* ThreadLocalMap的键Key = 当前ThreadLocal实例
* ThreadLocalMap的值 = 该线程设置的存储在ThreadLocal变量的值
**/
public void set(T value) {
// 1. 获得当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// 2. 获取该线程的ThreadLocalMap对象 ->>分析1
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 3. 若该线程的ThreadLocalMap对象已存在，则替换该Map里的值；否则创建1个ThreadLocalMap对象
if (map != null)
map.set(this, value);// 替换
else
createMap(t, value);// 创建->>分析2
}
/**
* 获取ThreadLocal变量里的值
* 由于ThreadLocal变量引用 指向 ThreadLocalMap对象，即获取ThreadLocalMap对象的值 = 该线程设置的存储在ThreadLocal变量的值
**/
public T get() {
// 1. 获得当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// 2. 获取该线程的ThreadLocalMap对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 3. 若该线程的ThreadLocalMap对象已存在，则直接获取该Map里的值；否则则通过初始化函数创建1个ThreadLocalMap对象
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value; // 直接获取值
}
return setInitialValue(); // 初始化
}
/**
* 初始化ThreadLocal的值
**/
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
// 1. 获得当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// 2. 获取该线程的ThreadLocalMap对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 3. 若该线程的ThreadLocalMap对象已存在，则直接替换该值；否则则创建
if (map != null)
map.set(this, value); // 替换
else
createMap(t, value); // 创建->>分析2
return value;
}
/**
* 分析1：获取当前线程的threadLocals变量引用
**/
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
/**
* 分析2：创建当前线程的ThreadLocalMap对象
**/
void createMap(Thread t, T firstValue) {
// 新创建1个ThreadLocalMap对象 放入到 Thread类的threadLocals变量引用中：
// a. ThreadLocalMap的键Key = 当前ThreadLocal实例
// b. ThreadLocalMap的值 = 该线程设置的存储在ThreadLocal变量的值
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
// 即 threadLocals变量 属于 Thread类中 ->> 分析3
}
...
}
/**
* 分析3：Thread类 源码分析
**/
public class Thread implements Runnable {
...
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
// 即 Thread类持有threadLocals变量
// 线程类实例化后，每个线程对象拥有独立的threadLocals变量变量
// threadLocals变量在 ThreadLocal对象中 通过set（） 或 get（）进行操作
...
}
5. 额外补充
5.1 ThreadLocal如何做到线程安全
每个线程拥有自己独立的ThreadLocals变量（指向ThreadLocalMap对象 ）
每当线程 访问 ThreadLocals变量时，访问的都是各自线程自己的ThreadLocalMap变量（键 - 值）
ThreadLocalMap变量的键 key = 唯一 = 当前ThreadLocal实例
上述3点 保证了线程间的数据访问隔离，即线程安全
测试代码
public class ThreadLocalTest {
// 测试代码
public static void main(String[] args){
// 新开2个线程用于设置 & 获取 ThreadLoacl的值
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
new Thread(runnable, "线程1").start();
new Thread(runnable, "线程2").start();
}
// 线程类
public static class MyRunnable implements Runnable {
// 创建ThreadLocal & 初始化
private ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal(){
@Override
protected String initialValue() {
return "初始化值";
}
};
@Override
public void run() {
// 运行线程时，分别设置 & 获取 ThreadLoacl的值
String name = Thread.currentThread().getName();
threadLocal.set(name + "的threadLocal"); // 设置值 = 线程名
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name + "：" + threadLocal.get());
}
}
}
测试结果
线程1：线程1的threadLocal
线程2：线程2的threadLocal
// 从上述结果看出，在2个线程分别设置ThreadLocal值 & 分别获取，结果并未互相干扰
5.2 与同步机制的区别
我自己是一个从事了6年的Java全栈工程师，最近整理了一套适合2019年学习的Java\大数据资料，从基础的Java、大数据面向对象到进阶的框架知识都有整理哦，可以来我的主页免费领取哦。
