ThreadLocal

Posted 2021-02-21 zzm96

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了ThreadLocal相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1. 是什么？

threadlocal而是一个线程内部的存储类，可以在指定线程内存储数据，数据存储以后，只有指定线程可以得到存储数据，官方解释如下

/**
 * This class provides thread-local variables.  These variables differ from
 * their normal counterparts in that each thread that accesses one (via its
 * {@code get} or {@code set} method) has its own, independently initialized
 * copy of the variable.  {@code ThreadLocal} instances are typically private
 * static fields in classes that wish to associate state with a thread (e.g.,
 * a user ID or Transaction ID).
 */

大致意思就是ThreadLocal提供了线程内存储变量的能力，这些变量不同之处在于每一个线程读取的变量是对应的互相独立的。通过get和set方法就可以得到当前线程对应的值。

做个不恰当的比喻，从表面上看ThreadLocal相当于维护了一个map，key就是当前的线程，value就是需要存储的对象。

这里的这个比喻是不恰当的，实际上是ThreadLocal的静态内部类ThreadLocalMap为每个Thread都维护了一个数组table，ThreadLocal确定了一个数组下标，而这个下标就是value存储的对应位置。

2. 怎么用？

测试案例

    public void test1() {
        ThreadLocal<String> tl1 = new ThreadLocal<>();
        ThreadLocal<String> tl2 = new ThreadLocal<>();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                tl1.set(Thread.currentThread().getName()+"->TL1");
                tl2.set(Thread.currentThread().getName()+"->TL2");
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"   "+tl1.get());
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"   "+tl2.get());

                tl1.remove();
                tl2.remove();

            }, "thread"+i).start();
        }
    }

//打印结果
thread1   thread1->TL1
thread1   thread1->TL2
thread0   thread0->TL1
thread0   thread0->TL2
thread2   thread2->TL1
thread3   thread3->TL1
thread4   thread4->TL1
thread4   thread4->TL2
thread2   thread2->TL2
thread3   thread3->TL2

分析：每个ThreadLocal实例为每个线程维护一个变量（各线程间独立），get/set/remove  对当前线程的值进行操作

3. 为什么？

每个Thread有一个初始值为null的 ThreadLocalMap 实例，初始化时 key 为当前线程，value为存储的值。即所有的操作都是针对当前线程的 threadlocals.

技术图片

ThreadLocalMap 为 ThreadLocal 的静态内部类， ThreadLocalMap 中有 Entry 数组，Entry 为最终存储值的结构，之所以用数组是因为有多个 ThreadLocal, 利用Hash 在Entry中存储不同ThreadLocal 对应的value

技术图片

白话：每个线程有个map(ThreadLocalMap), 这个map 有个数组（Entry）,数组利用Hash进行地址索引，对应不同的 ThreadLocal

技术图片

注意： Entry继承了WeakRefrence（如上代码），下次GC后 key(ThreadLocal)就没了，如果线程没有销毁，value还在，就有内存泄露的情况。

　　所以一般用 try{} finally{ delete()} 的结构

　　set方法本身有优化，判断当前弱引用（ThreadLocal）是否为空，为空则替换

        /**
         * Set the value associated with key.
         *
         * @param key the thread local object
         * @param value the value to be set
         */
        private void set(ThreadLocal key, Object value) {

            // We don‘t use a fast path as with get() because it is at
            // least as common to use set() to create new entries as
            // it is to replace existing ones, in which case, a fast
            // path would fail more often than not.

            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) {
                    e.value = value;
                    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();
        }