ThreadLocal源码调试——“this”作为key

Posted 2020-11-10 developer

前言：在一次面试过程中被问到ThreadLocal，大家都知道ThreadLocal可以为每个线程单独提供一个副本，从而实现变量间的隔离。在ThreadLocal中set和get操作的key是什么，ThreadLocal又是怎样实现各线程间互不干扰的，本文通过调试ThreadLocal的源码来阐述这些问题。

注：jdk版本：jdk1.7.0_51

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1.set与get源码

1   public void set(T value) {
2         Thread t = Thread.currentThread();
3         ThreadLocalMap map = getMap(t);
4         if (map != null)
5             map.set(this, value);
6         else
7             createMap(t, value);
8     }

 1  public T get() {
 2         Thread t = Thread.currentThread();
 3         ThreadLocalMap map = getMap(t);
 4         if (map != null) {
 5             ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
 6             if (e != null)
 7                 return (T)e.value;
 8         }
 9         return setInitialValue();
10     }

下面通过对源码的调试说明具体流程。

2.具体调试过程

 1 public class CodeTest02
 2 {
 3     public static void main(String[] args) throws InterruptedException
 4     {
 5         final ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
 6 
 7         Thread t1 = new Thread(new Runnable()
 8         {
 9             @Override
10             public void run()
11             {
12                 threadLocal.set(1);
13 
14                 System.out.println(threadLocal.get());
15             }
16         },"t1");
17         t1.start();
18 
19         t1.join();
20         threadLocal.set(2);
21 
22         System.out.println(threadLocal.get());
23 
24 
25     }
26 
27 }

说明：在主线程和t1线程中进行set操作，最后输出如下：

从输出结果可以看出两个线程间的值互不影响。

具体调试过程：

注意：当前threadLocal的地址值为ThreadLocal@430。进入断点，如下图所示。

注意：

1）this的值为当前ThreadLocal对象的值（ThreadLocal@430）。

2）t表示当前线程t1。

3）map为空，注意这里的map为ThreadLocalMap。

转入createMap函数，传入的值为当前线程t1和value（value=1）。

说明：

1）createMap函数会为t1线程创建一个ThreadLocalMap。

从注释中可以看出，ThreadLocal为线程的附属值，所以ThreadLocalMap也为线程的一个附属属性，它被ThreadLocal维护。

2）该ThreadLocalMap的键为this，从调试信息中可以看出this的值为ThreadLocal@430。

接下来看get函数：

说明：

1）通过t1线程，取出ThreadLocalMap，这里获取set中根据t1创建的threadLocals对象。

1  ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
2         return t.threadLocals;
3     }

2）在ThreadLocalMap中根据this，也就是当前ThreadLocal@430，取得设置的值。

总结：

1）ThreadLocal中在set操作时，key为当前ThreadLocal对象。

2）ThreadLocal会为每个线程都创建一个ThreadLocalMap，对应程序中的t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue)，ThreadLocalMap为当前线程的属性。

3）通过对每个线程创建一个ThreadLocalMap实现本地副本。当取值时，实际上就是通过key在map中取值，当然此时的key为ThreadLocal对象，而map为每个线程独有的map，从而实现变量的互不干扰。

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by Shawn Chen，2018.6.2日，下午。