ThreadLocal的使用

ThreadLocal用于多线程情况下，为每个线程分配一个只属于该线程的全局变量，实现线程间的数据隔离。ThreadLocal使用上主要是set和set两个方法。

ThreadLocal<Integer>  threadLocal1 = new ThreadLocal<>();
threadLocal1.set(1);
ThreadLocal<Integer> threadLocal2 = new ThreadLocal<>();
threadLocal2.set(2);
Integer num1 = threadLocal1.get();
Integer num2 = threadLocal2.get();

ThreadLocal实现

ThreadLocal大致实现原理是在每个线程上绑定一个类Map的结构，Map的Key是ThreadLocal变量，value是ThreadLocal中维持的对象。
ThreadLocal的set方法源码如下：

public void set(T value)  {
    //获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //获取与当前线程绑定的类Map（线性探测法实现的hash表）
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //如果存hash表的数组已经存在，ThreadLocal变量为key，ThreadLocal变量维持的对象为value，存入Map
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    //如果存hash表的数组未初始化，初始化并以ThreadLocal变量为key，ThreadLocal变量维持的对象为value存入Map
    else
        createMap(t, value);
}

其中，getMap()方法:

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

threadLocals是线程的成员变量，类型为ThreadLocal.ThreadLocalMap，可见用于保存ThreadLocal-value的ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类。

createMap方法如下：

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

该方法new了一个ThreadLocalMap，并存入了第一个Entry。ThreadLocalMap的构造方法如下：

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
    //初始化默认长度的entry数组
    table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
    //计算entry应该放到哪里
    int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
    table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
    size = 1;
    //设置扩容阈值
    setThreshold(INITIAL_CAPACITY)
}

ThreadLocalMap内部有一个Entry数组，在这个数组上通过线性探测法构造了一个hash表。

这里的Entry对TreadLocal对象的引用方式是弱引用，所以当程序中ThreadLocal变量生命周期结束后，Entry对ThreadLocal对象的引用不会影响ThreadLocal的回收。

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

回到ThreadLocalMap的set方法：

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
    //从i位置，线性探测可用的位置
    for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
         ThreadLocal<?> k = e.get();
            //如果这个位置有entry，且entry的key就是当前的ThreadLocal，则用当前value覆盖entry的value
             if (k == key) {
                 e.value = value;
                 return;
             }
             //如果entry不为空，但entry的key为空，说明需要整理了
             if (k == null) {
                 replaceStaleEntry(key, value, i);
                 return;
             }
     }
     //非空entry，都不能存储，找到第一个空的entry，存入
     tab[i] = new Entry(key, value);
      int sz = ++size;
      //满足rehash条件时，rehash
      if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
          rehash()
}

rehash和整理的逻辑太复杂，改日再看吧！