谈谈那个听起来挺高大上的ThreadLocal

作者：Anderson大码渣
链接：https://www.jianshu.com/p/55cbc8d99184

ThreadLocal估计有些人没听过,因为说实话平时写代码很少用到,我第一次看到代码里用ThreadLocal是在Looper的源码,Looper的源码中有下面这样的一个定义:

static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

定义

大家可以百度看,都说的很高大上,普通的解释是:当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

看完了感觉没看一样, 要想了解它其实去看他的源码一看便知,因为ThreadLocal代码也就几百行而已.

ThreadLocal类主要提供set与get方法, 我们一起来看看get与set是如何与线程关联起来的.

普通的大家想把一个类与线程关联起来,我们会采用线程号作为ID,该数据作为value,可以存进一个线程安全的map里.但是ThreadLocal不是这么干的.

ThreadLocal

我们开启源码模式,JDK6与JDK7实现有些区别,不过思想是一样的.这边使用JDK7的源码

/**
 * Sets the current thread's copy of this thread-local variable
 * to the specified value.  Most subclasses will have no need to
 * override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
 * method to set the values of thread-locals.
 *
 * @param value the value to be stored in the current thread's copy of
 *        this thread-local.
 */
public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
}

我们看到,我们存储的数据就被map这个变量set进去了.

那么map来自于以下代码.

/**
 * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
 * InheritableThreadLocal.
 *
 * @param  t the current thread
 * @return the map
 */
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}
    /**
 * Create the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
 * InheritableThreadLocal.
 *
 * @param t the current thread
 * @param firstValue value for the initial entry of the map
 * @param map the map to store.
 */
void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

大家发现了,这个map竟然是Thread这个类的一个变量,初始时为空,拿不到map会自动给它创建一个map.

ThreadLocalMap

可以再看看,这个ThreadLocalMap类:

static class ThreadLocalMap {
    /**
     * 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;
        }
    }
    /**
     * The initial capacity -- MUST be a power of two.
     */
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
            /**
     * 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.
        ...
        if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
            rehash();
    }

常看源码的同学会发现了,这个类没有实现Map的接口,但是有相似的设计,我们看到了INITIAL_CAPACITY,看到了Entry这些在HashMap源码中常见的命名方式,我们还看到了set方法中rehash这个重新hash的方法,那么总体而言,我们可以把这个类当做这个是一个K为ThreadLocal的map.

总结

知道上面两点后,我们知道了.Thread这个线程类中含有一个ThreadLocalMap变量,我们的ThreadLocal只是帮助你存对象的,真正你使用ThreadLocal存储一个与线程相关的对象时,其实这个对象已经交给了这个线程.

什么 还不相信? 那我们看Thread类的代码:

public class Thread implements Runnable {
     188行处...
    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
}

好了,的确Thread类有这么一个变量.

再看定义: 每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

这次都该明白了,就是每个Thread都存储着自己的局部变量,当然不会影响另一个Thread的threadLocals变量拉.

因此我们可以使用ThreadLocal,来存储与线程绑定的数据.我们必须记住,ThreadLocal存储的变量是属于每个线程的,并不是表面上看起来只有一个。