ThreadLocal部分源码解析

Posted 2023-02-28 rotk2015

1. 线程局部变量提供类，ThreadLocal< T >，简单说，对于某个变量（对象），为每个线程维护一个自己的独立副本，实现线程隔离。

2. ThreadLocal定义了内部静态类ThreadLocalMap，而Thread类内维护了一个ThreadLocalMap类型的成员变量：threadLocals。

   /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
    * by the ThreadLocal class. */
   ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
   

3. 内部类复习：实例化非静态内部类，必须先实例化外部类，非静态内部类可访问外部类的成员；而静态内部类，不可访问内部类资源，且可以直接实例化。简单来讲，静态内部类仅仅是处于外部类内而已。另：静态内部类可以有多个实例（个人理解，静态内部类的定义代码类似于静态方法，确实只有一份，但它的实例是不受静态约束的）。

4. 那么，可以得出如下结论：每个Thread类对象持有一个独立的ThreadLocalMap对象，而ThreadLocal类，仅仅是一个操作ThreadLocalMap的工具类，每一个ThreadLocal对象，都对应操作某种线程局部变量对象。

5. 对于ThreadLocal变量推荐用static修饰。（个人猜想原因是：一个ThreadLocal实例已经能对多线程内的ThreadLocalMap进行某种局部变量的“多操”，即 一个对一种 ）

6. ThreadLocalMap类似于一个简单的HashMap，不过是用Entry数组实现的。 Entry 是其静态内部类：

   /**
    * The entries in this hash map extend WeakReference, using
    * its main ref field as the key (which is always a
    * ThreadLocal object).  Note that null keys (i.e. entry.get()
    * == null) mean that the key is no longer referenced, so the
    * entry can be expunged from table.  Such entries are referred to
    * as "stale entries" in the code that follows.
    */
   static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> 
       /** The value associated with this ThreadLocal. */
       Object value;
   
       Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) 
           super(k);
           value = v;
       
   
   

   Entry内部维护了成员变量value，并且，Entry作为弱引用类型，指向了一个ThreadLocal对象。

7. ThreadLocal.get()原理：先定位当前线程Thread，获取对应的ThreadLocalMap，之后，以当前的ThreadLocal的引用（this）为索引，在ThreadLocalMap中找对应Entry，获取对应value。

   public T get() 
      Thread t = Thread.currentThread();
      ThreadLocalMap map = getMap(t);
      if (map != null) 
          ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
          if (e != null) 
              @SuppressWarnings("unchecked")
              T result = (T)e.value;
              return result;
          
      
      return setInitialValue();
   
   

8. ThreadLocal.ThreadLocalMap.getEntry()：

   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);
   
   

   其中，e.get()返回的正是当前的ThreadLocal对象。

参考：

1. JavaGuide：ThreadLocal解析。
2. 博客园：ThreadLocal源码解读。
3. 博客园：彻底理解ThreadLocal。
4. 博客园：kyro&PowerJob。