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1. 什么是ThreadLocal？
从名字上面看就大致应该能够猜到和 线程 以及 本地 的一些知识有关。
ThreadLocal 提供了线程本地变量，它可以保证访问到的变量属于当前线程，每个线程都保存有一个变量副本，每个线程的变量都不同，而同一个线程在任何时候访问这个本地变量的结果都是一致的。当此线程结束生命周期时，所有的线程本地实例都会被 GC 。ThreadLocal 相当于提供了一种线程隔离，将变量与线程相绑定。
概括的说：就是提供一种访问数据的线程隔离模式
2. ThreadLocal源码分析— JDK8
首先看我们一般如何使用 ThreadLoacl
ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
threadLocal.set("test");
threadLocal.get();
threadLocal.remove();
主要是包含了： set 、 get 、 remove 三个方法
看一下 ThreadLocal 类中的变量情况：
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
/**
* HashCode的初始值为0
*
*/
private static AtomicInteger nextHashCode =
new AtomicInteger();
/**
*hash值的增长步长
*/
private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
/**
* 返回下一个HashCode
*/
private static int nextHashCode() {
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}
ThreadLocal 通过 threadLocalHashCode 来标识每一个 ThreadLocal 的唯一性。threadLocalHashCode 通过 AtomicInteger 进行更新 (CAS) 每一次hash操作的增量为 0x61c88647
看一下 set 方法
public void set(T value) {
//获取当前执行方法的线程
Thread t = Thread.currentThread();
//获取当前线程的ThreadLocalMap
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
//存在直接放入值
map.set(this, value);
else
//不存在直接先创建ThreadLocalMap 然后放入
createMap(t, value);
}
跟进看一下 getMap(Thread t) 方法
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
//在Thread 内部的变量
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
这里可以看出返回的是 Thread 内部的一个类。到了这里，我们可以看出，每个 Thread 里面都有一个 ThreadLocal.ThreadLocalMap 成员变量，也就是说每个线程通过 ThreadLocal.ThreadLocalMap 与 ThreadLocal 相绑定，这样可以确保每个线程访问到的thread-local variable都是本线程的。
ThreadLocalMap的实现
/**
* Map的初始容量 2的幂.
*/
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
/**
* 是一个Entry 类型的数组，用于存储数据
*/
private Entry[] table;
/**
* 表中的存储数目
*/
private int size = 0;
/**
* 扩容的阈值
*/
private int threshold; // Default to 0
Entry 是 ThreadLocalMap 中的静态内部类。
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
Entry 类继承了 WeakReference<ThreadLocal<?>> ，即每个 Entry 对象都有一个 ThreadLocal 的弱引用（作为key），这是为了防止内存泄露。一旦线程结束，key变为一个不可达的对象，这个Entry就可以被GC了。
构造函数
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
//初始化大小
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
//获取位置 --- 和HashMap中的 hashCode & (size - 1) 找哈希桶是一个道理
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
// 设置阈值 -- len * 2 / 3;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
接着看一下 ThreadLocalMap#set 方法的实现
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
//nextIndex 方法来解决hash冲突 --- 线性探测法 而不是 HashMap的链表
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();
}
接下来看看 ThreadLocal#get 方法
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();
}
看一下 ThreadLocal#remove 方法
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
//调用ThreadLocalMap的remove
m.remove(this);
}
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