ThreadLocal

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ThreadLocal

  ThreadLocal是JDK包提供的,它提供线程本地变量,如果创建一乐ThreadLocal变量,那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的一个副本,在实际多线程操作的时候,操作的是自己本地内存中的变量,从而规避了线程安全问题,如下图所示

ThreadLocal实现原理

因为一个线程内可以存在多个 ThreadLocal 对象,所以其实是 ThreadLocal 内部维护了一个 Map ,这个 Map 不是直接使用的 HashMap ,而是 ThreadLocal 实现的一个叫做 ThreadLocalMap 的静态内部类。而我们使用的 get()、set() 方法其实都是调用了这个ThreadLocalMap类对应的 get()、set() 方法。

ThreadLocalMap本身就是一个Map,其中Map的key是ThreadLocal对象,而value则是ThreadLocal中存储的对象。除此之外,Map的key继承了WeakRefence,也就是说ThreadLocalMap的key是一个弱依赖,如果GC Root不可达的情况下,在下一次Java GC时会被回收

set方法源码

public void set(T value) {
    //(1)获取当前线程(调用者线程)
    Thread t = Thread.currentThread();
    //(2)以当前线程作为key值,去查找对应的线程变量,找到对应的map
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //(3)如果map不为null,就直接添加本地变量,key为当前定义的ThreadLocal变量的this引用,值为添加的本地变量值
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    //(4)如果map为null,说明首次添加,需要首先创建出对应的map
    else
        createMap(t, value);
}

get方法源码

public T get() {
    //(1)获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //(2)获取当前线程的threadLocals变量
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //(3)如果threadLocals变量不为null,就可以在map中查找到本地变量的值
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    //(4)执行到此处,threadLocals为null,调用该更改初始化当前线程的threadLocals变量
    return setInitialValue();
}

private T setInitialValue() {
    //protected T initialValue() {return null;}
    T value = initialValue();
    //获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //以当前线程作为key值,去查找对应的线程变量,找到对应的map
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //如果map不为null,就直接添加本地变量,key为当前线程,值为添加的本地变量值
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    //如果map为null,说明首次添加,需要首先创建出对应的map
    else
        createMap(t, value);
    return value;
}

  在get方法的实现中,首先获取当前调用者线程,如果当前线程的threadLocals不为null,就直接返回当前线程绑定的本地变量值,否则执行setInitialValue方法初始化threadLocals变量。在setInitialValue方法中,类似于set方法的实现,都是判断当前线程的threadLocals变量是否为null,是则添加本地变量(这个时候由于是初始化,所以添加的值为null),否则创建threadLocals变量,同样添加的值为null。

remove方法源码

public void remove() {
    //获取当前线程绑定的threadLocals
     ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
     //如果map不为null,就移除当前线程中指定ThreadLocal实例的本地变量
     if (m != null)
         m.remove(this);
 }

remove方法判断该当前线程对应的threadLocals变量是否为null,不为null就直接删除当前线程中指定的threadLocals变量

ThreadLocal例子

package test;

public class ThreadLocalTest {

    static ThreadLocal<String> localVar = new ThreadLocal<>();

    static void print(String str) {
        //打印当前线程中本地内存中本地变量的值
        System.out.println(str + " :" + localVar.get());
        //清除本地内存中的本地变量
        localVar.remove();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1  = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //设置线程1中本地变量的值
                localVar.set("localVar1");
                //调用打印方法
                print("thread1");
                //打印本地变量
                System.out.println("after remove : " + localVar.get());
            }
        });

        Thread t2  = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //设置线程1中本地变量的值
                localVar.set("localVar2");
                //调用打印方法
                print("thread2");
                //打印本地变量
                System.out.println("after remove : " + localVar.get());
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}
  • 首先我们需要创建一个线程共享的ThreadLocal对象,该对象用于存储Integer类型的值;

  • 然后在每条线程中可以通过如下方法操作ThreadLocal:

    • set(obj):向当前线程中存储数据
    • get():获取当前线程中的数据
    • remove():删除当前线程中的数据