ThreadLocal原理

简介:可以保证多个线程都保存一份同一个变量的副本，这样在多线程下不会出现不可控的情况。

源码解析

图1

如图1.每个线程中都会保存一个ThreadLocal.ThreadLocalMap 从名字不难猜出它是一个Map 其实它就是用这个Map去保存变量的副本

再去看看ThreadLocal这个类 先看它对外暴露的方法只有四个 我们可以从这四个方法开始分析。

ThreadLocal中的Get():

图2

如图2.在调用get方法时首先拿到了我们当前调用get的线程，然后调用了getMap(Thread t);现在到这个方法里面看一下干了什么。

图3

如图3.只是返回了当前线程保存的ThreadLocal.ThreadLocalMap。看一下ThreadLocal.ThreadLocalMap这个类。

图4

如图4.这个类其实就是ThreadLocal的一个内部类,这个内部类里面还有一个Entry这个类，它是下面table的元素类型，而且从它的构造器可以看出Entry保存了一个键值对，键的类型就是ThreadLocal。如果看过HashMap的实现方式就可以知道这就是一个HashMap，当然没看过也不要紧，这里主要介绍ThreadLocal。

再回到图二接下来就是一个Map的判空，如果之前从未向线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap中set过任何东西，这里返回的就是一个空的map，这时候就会调用setInitialValue()。我们跟进这个方法里面看一下。

图5

如图5.可以看到第一行就调用了initialValue();它返回的就是我们在创建这个ThreadLocal时重写ThreadLocal的initialValue()的返回值。如果我们没有重写initialValue()这个方法，它就会默认返回null。然后它拿到了当前线程，用我们当前线程的应用调用了getMap(Thread t);上面说过这个方法就是返回了当前线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap。

再往下走，如果此时这个map是空，这时调用了ThreadLocal.ThreadLocalMap.set(ThreadLocal key, Objectvalue)

图6

如图6.如果看过HashMap的实现原理这里大概看一下就知道怎么回事了，和HashMap里面put一个值很相似。简单说下，前三行代码为了确定当前要放入ThreadLocal.ThreadLocalMap的索引位置，接下来是一个循环，由于HashMap有一个hash冲突的问题，HashMap为了解决hash冲突采用了链地址法。这个for循环大概意思就是如果当前索引位置有值，就会插入这个链表中，或者进行替换。到此就已经将元素放入了ThreadLocal.ThreadLocalMap中了。

再回到图5如果map是空的，这时候会调用createMap(Thread t, T firstValue)，我们跟进这个方法看一下

图7

如图7.可以看到就是创建了一个ThreadLocalMap。this指代当前的ThreadLocal对象。我们可以看下这个构造函数。

图8

如图8其实就是初始化了一个长度为16的数组然后计算了一下当前这个键的hash然后得出应该放到数组的索引位置，这样就把值放到了这个Map里面了。

到这就将图二中如果得到的Map是空的，此时我们向这个Map中放入值的流程基本上走完了，下面在看一下图二中如果这个Map不为空取值。

图9

取值就相对简单了，根据ThreadLocal这个键，计算出对应在数组中的索引位置，然后将Entry取出来Entry中就保存了我们变量的副本。

如果跟着图二走到这里，你在看一下ThreadLocal的set方法，会发现其实上面也已经说完了。ThreadLocal虽然好用，但是也容易造成oom所以用的时候一定要谨慎。