Java之ThreadLocal赏析，助力19年互联网寒冬

ThreadLocal使用一个典型的例子就是Android的消息机制，子线程发送消息到主线程，其中就使用了ThreadLocal。

先看下基本用法，特别简单，先定义一个类

public class ThreadLocalDemo{
  // 创建一个local对象
  ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<String>;

  public void set(String name){
    local.set(name);
  }

  public void get(){
    return local.get();
  }
}

定义运行类：

public class  test{

  public static void main(String[] args){
    ThreadLocalDemo demo=ThreadLocalDemo();
    // 在主线程中赋值 并且打印
    demo.set("AAA");
    System.out.println(demo.get());  

    // 创建一个线程
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 在子线程中赋值 并且打印
            demo.set("BBB");
            System.out.println(demo.get());
        }
    }).start();
  }
}

运行结果：

AAA
BBB

Process finished with exit code 0

可以看到在主线程跟子线程的保存的值并不一样，原理一句话概括

ThreadLocal的值保存在当前线程实例中。也就是说ThreadLocal的值存在不同的线程中，所以两个值互不干扰

主线程执行ThreadLocal.set("AAA")时，主线程中有一个Map(每个线程都有)，Map的键就是我们创建的ThreadLocal对象，值就是"AAA"，就会存入这对键值对到自己这个线程中。同理，子线程也会存入的是ThreadLocal对象跟"BBB"到自己线程中。

主线程执行get()就会从主线程中去寻找对应的值，子线程执行get()就会从子线程中去找，所以他们取出的值不一样。懂了啵，就是这个意思。

下面从源码分析，要弄懂源码，首先要知道一个神奇的东西

Thread.currentThread();

这是Thread的静态方法，作用就是哪个线程调用这个方法，这个方法就返回这个线程对象。
比如主线程调用Thread.currentThread();那么此方法就返回主线程对象。

贴出ThreadLocal的一些方法源码

  public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();  // 获取当前线程，哪个线程调用这个方法，t就是哪个线程。
    ThreadLocalMap map = getMap(t);     // 获取这个线程的Map 下面那个方法就是源码
    if (map != null)                    // 如果这个线程的Map不为空 就存到这个线程的Map中
        map.set(this, value);
    else                                // 如果Map是空的 就创建Map 并且把值存到Map中
        createMap(t, value);
   }

  ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;  // 直接返回线程的Map(ThreadLocal.ThreadLocalMap) 有可能是空的
  }

  // 创建Map就更加简单了，直接New
  void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
  }

下面看看get方法

   public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();                  // 获取当前线程对象，不要我说你都知道
    ThreadLocalMap map = getMap(t);                     // 再获取这个线程的Map(ThreadLocal.ThreadLocalMap)
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);    // 获取值
        if (e != null) {                                // 不等于空就获取到了，返回吧!
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();                           // 如果没有获取到，则返回默认值
}

下面简单说下每个线程都有的Map ThreadLocal.ThreadLocalMap类

这个类是ThreadLocal的内部类，名字虽然有Map，当时内部却是由数组维护的。存入的时候需要一个键(ThreadLocal)和一个值(T泛型)(为了方便理解，本文称之为“键”，“值”)。map.set()存入原理就是根据ThreadLocal对象的threadLocalHashCode对象计算存入的位置，然后把值存到数组的这个位置。getMap取出也是一样，接收一个ThreadLocal对象，根据这个对象的threadLocalHashCode计算出位置，然后去那个数组的位置去找就好了。存入取出原理就是这样。

其中存入取出的算法以及位置冲突本文就不分析了。

看最后一个方法 setInitialValue() 这个是用于默认返回值的。如果对一个ThreadLocal没有使用set方法就直接使用get方法，就会触发这个方法。
源码：

private T setInitialValue() {
    T value = initialValue();           // 重点，默认返回null
    Thread t = Thread.currentThread();  // 获取当前线程
    ThreadLocalMap map = getMap(t);     // 获取线程的Map
    if (map != null)  
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
    return value;
}

其中initialValue()放回null，下面看如果使用这个方法

public class ThreadLocalDemo{
  // 创建一个local对象 重写initialValue方法
  ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<String>(){
    @Override
    protected String initialValue() {
        return "CCC";
    }
  };

  public void set(String name){
    local.set(name);
  }

  public void get(){
    return local.get();
  }
}

这样的话，ThreadLocal没有使用set方法，直接调用get方法，就会获取"CCC"了。不然就是null。

ThreadLocal大概就是这样，每个线程直接的变量是分开的。在并发场景大量用到，希望大家拿到满意的Offer