四、ThreadLocal
一、与synchronized关键字对比
都可以实现多线程之间的共享。synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在同一个时刻只能一个线程去访问。而ThreadLocal，字面意思是“线程本地”，为每一个线程提供了一个单独的变量的副本，每个线程同一时刻访问的不是同一个对象而是每个线程锁拥有的独特的对象。ThreadLocal在开源框架（Spring）中用的非常的多。
二、使用ThreadLocal的四个方法
/**
*类说明：演示ThreadLocal的使用
*/
public class UseThreadLocal {
private static ThreadLocal<Integer> intLocal
= new ThreadLocal<Integer>(){
@Override
protected Integer initialValue() {
return 1;
}
};
private static ThreadLocal<String> stringThreadLocal;
/**
* 运行3个线程
*/
public void StartThreadArray(){
Thread[] runs = new Thread[3];
for(int i=0;i<runs.length;i++){
runs[i]=new Thread(new TestThread(i));
}
for(int i=0;i<runs.length;i++){
runs[i].start();
}
}
/**
*类说明：测试线程，线程的工作是将ThreadLocal变量的值变化，并写回，看看线程之间是否会互相影响
*/
public static class TestThread implements Runnable{
int id;
public TestThread(int id){
this.id = id;
}
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":start");
Integer s = intLocal.get();
s = s+id;
intLocal.set(s);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+":"+ intLocal.get());
//intLocal.remove();
}
}
public static void main(String[] args){
UseThreadLocal test = new UseThreadLocal();
test.StartThreadArray();
}
}
1、初始化
private static ThreadLocal<Integer> intLocal
= new ThreadLocal<Integer>(){
@Override
protected Integer initialValue() {
return 1;
}
};
2、设置值
intLocal.set(s);
3、取值
intLocal.get()
4、移除
intLocal.remove()
三、实现原理
从ThreadLocal的set方法说起，set是用来设置想要在线程本地的数据，可以看到先拿到当前线程，然后获取当前线程的ThreadLocalMap，如果map不存在先创建map，然后设置本地变量值。
/**
* Sets the current thread's copy of this thread-local variable
* to the specified value. Most subclasses will have no need to
* override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
* method to set the values of thread-locals.
*
* @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);
}
那ThreadLocalMap又是什么？跟线程有什么关系？可以看到ThreadLocalMap其实是线程自身的一个成员属性threadLocals的类型。也就是线程本地数据都存在这个threadLocals应用的ThreadLocalMap中。
/**
* Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
* InheritableThreadLocal.
*
* @param t the current thread
* @return the map
*/
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
ThreadLocalMap是属于thread类的，也就是说ThreadLocalMap是Thread类的一个成员变量，一个线程new出来之后，每个线程内部都有一个独立的threadLocals。
Thread类的内部成员变量
再来看看ThreadLocalMap这个类，内部还有一个entry的内部类，这个类其实就是一个map的定义，以ThreadLocal为键，以我们要保存的值为value。
ThreadLocalMap
其内部还有个Entry数组，将数据包装成静态内部类Entry对象，存储在这个table数组中，数组的下标是threadLocal的threadLocalHashCode&(INITIAL_CAPACITY-1)，因为数组的大小是2的n次方，那其实这个值就是threadLocalHashCode%table.length，用&而不用%，其实是提升效率。只要数组的大小不变，这个索引下标是不变的，这也方便去set和get数据。
/**
* Construct a new map initially containing (firstKey, firstValue).
* ThreadLocalMaps are constructed lazily, so we only create
* one when we have at least one entry to put in it.
*/
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
其get方法也更为简单，拿着当前线程的threadlocalmap成员变量去找相应的数据
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();
}
图示：
threadlocal实现原理
看到这里大家应该就明白了，每个线程自身都维护着一个ThreadLocalMap，用来存储线程本地的数据，可以简单理解成ThreadLocalMap的key是ThreadLocal变量，value是线程本地的数据。就这样很简单的实现了线程本地数据存储和交互访问。
