ThreadLocal原理

发布日期:2019-07-23

1.  ThreadLocal是什么

ThreadLocal提供线程局部变量。这些变量与普通的变量不同之处在于,每个访问这种变量的线程(通过它的get或set方法)都有自己的、独立初始化的变量副本。

ThreadLocal实例通常是希望将状态关联到一个线程的类的私有静态字段(比如,user ID 或者 Transaction ID 等等)。

画外音:这段话表达了三个意思

    ThreadLocal是一种变量类型,我们称之为“线程局部变量”每个线程访问这种变量的时候都会创建该变量的副本,这个变量副本为线程私有ThreadLocal类型的变量一般用private static加以修饰

例如,下面的例子中这个类为每个线程生成唯一标识。一个线程的id是它第一次调用ThreadId.get()方法指定的。

package com.cjs.exampleimport java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerpublic class ThreadId { private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0) private static final ThreadLocal<Integer> threadId = new ThreadLocal<Integer>() { @Override protected Integer initialValue() { return nextId.getAndIncrement() } } public static int get() { return threadId.get() } public static void main(String[] args) { for (int i = 0 i < 10 i++) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getId()) } }).start() } }}

2.  ThreadLocal主要操作

/** * 返回当前线程对ThreadLocal变量的“初始值” * 这个方法将在线程第一次访问变量(通过调用get方法)时被调用,如果之前已经调用过了就不会再调了 * * @return the initial value for this thread-local */protected T initialValue() { return null}/** * 设置当前线程的ThreadLocal变量的副本为指定的值 * * @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)}/** * 返回当前线程的ThreadLocal变量副本的值 * * @return the current thread"s value of this thread-local */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()}/** * 删除当前线程的ThreadLocal变量副本的值 */public void remove() { ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()) if (m != null) m.remove(this)}

3.  阅读源码

3.1.  set方法

可以看到,ThreadLocalMap底层是一个数组,数组中元素类型是Entry类型

set操作是向当前线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的成员变量threadLocals中设置值,key是this,value是我们指定的值

注意,这里传的this代表的是那个ThreadLocal类型的变量(或者说叫对象)

也就是说,每个线程都维护了一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的对象,而set操作其实就是以ThreadLocal变量为key,以我们指定的值为value,最后将这个键值对封装成Entry对象放到该线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap对象中。每个ThreadLocal变量在该线程中都是ThreadLocal.ThreadLocalMap对象中的一个Entry。既然每个ThreadLocal变量都对应ThreadLocal.ThreadLocalMap中的一个元素,那么就可以对这些元素进行读写删除操作。

3.2.  get方法

get()方法就是从当前线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap对象中取出对应的ThreadLocal变量所对应的值

同理,remove()方法就是清除这个值

用图形表示的话,大概是这样的:

或者是这样的:

4.  ThreadLocal使用场景

    在线程生命周期内传值

最后,一切都归功于ThreadLocalMap