一.threadlocal概述
顾名思义线程本地存储，如果定义了一个threadlocal对象，每个线程往这个threadlocal对象中的读写是隔离的，可以为相同对象在不同线程中都创建不同的存储，因此如果多个线程都使用变量x，那线程本地存储会生成多个用于x的不同存储块。
二.threadlocal实现的大致思路
Thread类有一个ThreadLocal.threadLocalMap类型的实例变量threadlocals，也就是说每个线程都有一个threadLocalMap，threadLocalMap为定义在threadlocal内的静态内部类，虽是一个map但没有实现map接口，有自己独立的实现。threadLocalMap的是使用开放寻址线性探测的哈希表，节点Entry继承自弱引用WeakReference，本身为指向threadlocal的弱引用，有一个value属性用来存放放到threadlocal内的值。可以简单的认为key为threadlocal对象，值为放入threadlocal的具体值。每个线程往threadlocal中塞值的时候，都会以该threadlocal对象为key，往自己的threadlocalmap中存，读也是以某个threadlocal为引用，在自己的threadlocalmap中找对应的key，从而实现线程隔离。
图为Thread类中threadlocalmap实例变量：
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
三.API
threadLocalMap的api:
四.threadlocal API
get方法:
public T get() {
//获取当前线程的threadlocalmap
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//如果线程中的threadlocalmap非空，则以这个threadlocal为key查询对应的value
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
//否则设置初始化值
return setInitialValue();
}
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
//可以客户端自己继承threadlocal重写该类，否则如果没有set就get的话会抛出空指针错误
protected T initialValue() {
return null;
}
set,remove:
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}
可以看出get set remove方法都是获得当前线程的threadlocalmap，然后调用他的get set remove方法。
五.ThreadLocalMap详解
entry：
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
entry本身为一个弱引用，定义了一个类型为object的value
1.1为什么使用弱引用：
如果使用普通的key-value形式存储，那么就造成threadlocal对象的生命周期与线程一样长，因为总会存在thread->threadlocalmap->entry->threadlocal这样一条引用链存在，只要线程没被销毁，只要线程没有被销毁，那么节点在gc可达性分析中一直处于可达状态，无法被gc回收。而使用弱引用，如果threadlocal没有强引用可达，那么它不会活过下次gc，而该threadlocal对应的entry会失效，这位threadlocalmap垃圾清理提供了便利。
1.2类的成员变量和相应方法：
/**
* 初始容量16，容量必须为2的幂
*/
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
/**
* 内部其实是entry类型的数组
*/
private Entry[] table;
/**
* 表中entry的个数
*/
private int size = 0;
/**
* 装载因子
*/
private int threshold; // Default to 0
/**
* 最差的装载因子为2/3
*/
private void setThreshold(int len) {
threshold = len * 2 / 3;
}
threadlocalmap为使用线性探测的哈希表，nextIndex和prevIndex为获取表前一个元素和后一个元素的方法：
/**
* Increment i modulo len.
*/
private static int nextIndex(int i, int len) {
return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
}
/**
* Decrement i modulo len.
*/
private static int prevIndex(int i, int len) {
return ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1);
}
由此可见threadlocalmap逻辑上来说为一个环形。
set方法:
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
//key所在的槽位，使用该key的哈希值与上tab表的长度减一，相当于用len对threadLocalHashCode取模
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
//若槽不为空，线性探测
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
//如果槽中entry对应的threadlocal对象与参数所传入对象相同，则直接替换
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
//若槽中entry弱引用指向的threadlocal对象已经被gc回收，则该entry失效，替换
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
//否则new一个entry
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
未完待续
