Android消息机制-ThreadLocal原理解析：数据存取
说起Android消息机制,老生常谈的问题,Handler ,Looper,MessageQueue,Message这几个都是离不开的话题,不同的类承载不同的功能,首先还是简单的总结下各自的功能:
Handler:发送和处理消息
MessageQueue:消息队列,采用单链表结构存储数据
Looper:调用loop()轮询消息
Message:需要发送的内容,消息
画一张流程图显示:
handler1.png
当然上边只是简单的分析了下 Handler一个发送和处理的一个流程,只是让大家温故下,下面正式的开始介绍这个ThreadLocal 重量级角色:
ThreadLocal 介绍:(针对JDK 1.7阐述)
定义:早在JDK 1.2的版本中就提供java.lang.ThreadLocal，ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序,百度百科一下就知道,当然这只是定义,先上一段代码瞧瞧:
private ThreadLocal<Boolean> booleanThreadLocal = new ThreadLocal<>();..
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
booleanThreadLocal.set(true);
booleanThreadLocal.set(false);
Log.i(TAG, "run: ThreadName-------->"+Thread.currentThread().getName()+booleanThreadLocal.get());
new Thread("Thread1"){
@Override
public void run() {
booleanThreadLocal.set(true);
Log.i(TAG, "run: Thread1+ThreadName-------->"+Thread.currentThread().getName()+booleanThreadLocal.get());
}
}.start();
new Thread("Thread2"){
@Override
public void run() {
Log.i(TAG, "run: Thread2+ThreadName-------->"+Thread.currentThread().getName()+booleanThreadLocal.get());
}
}.start();
}
});
代码很简单就是给一个button设置一个点击监听事件,然后通过获取ThreadLocal的get方法分别获取里面值:我们来看打印值(界面过于简单,就不在展示):
11-24 06:35:23.683 13691-13691/com.example.administrator.dbhelp I/MainActivity: run: ThreadName-------->main---->false
11-24 06:35:23.693 13691-13785/com.example.administrator.dbhelp I/MainActivity: run: Thread2+ThreadName-------->Thread2---->null
11-24 06:35:23.694 13691-13784/com.example.administrator.dbhelp I/MainActivity: run: Thread1+ThreadName-------->Thread1---->true
我在不同的线程采用相同的对象调用他们的get方法,但是他们打印的值却是不一样,很奇妙吧,这也就是他的奇妙之处.
首先简答的介绍为什么会产生这种效果,方便后边更好的看代码,ThreadLocal 内部维护了一个针对每一个线程的数组Entry[],它的初始容量是16,我们在设置value的时候将当前的value值封装Entry类里面,在然后再根据当前的ThreadLocal的索引去查中对应的Entry值,最终根据Entry对象取出value值,很明显每个线程的数组是不相同,所以就可以取出不同的Entry,这么说肯定还是不是特别明白,没关系这个只是开胃菜,提前有个了解有印象就行;上代码一看就明了:
set:
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
逻辑很简单,创建当前的线程根据当前的线程获取ThreadLocalMap 实例对象,这个ThreadLocalMap 是个什么了看这个跟HashMap 很相似啊,可别只看表面,这个可是没有一点亲戚关系,这点可别误解了,接着看得到当前线程的map 第一次获取肯定是空:
我们看下getMap做了什么:
Thread 属性;
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
找到这个变量第一次肯定是空, createMap(t, value);接着看
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
变量赋值操作,看下ThreadLocalMap的构造:
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
很简单的吧,首先构造一个数组也就是我上边提到的Entry数组初始容量16,然后通过按位运算得到一个变量i值,构造一个Entry对象将ThreadLocal和Value放进去,将设置进去的值包装成一个对象存进数组里边,获取的时候在通过数组的index取出当前的对象,这样一分析是不是有种明白的感觉别急,接着看构造;
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
这个实体继承WeakReference(就是我们常说的弱引用) v就是我们设置进去的value,现在整体的流程是不是很清楚了,然后我们在脑补一下,值是这样设置就去了,那么我获取的时候是不是只要得到map也就是ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals这个变量,再根据这个变量得到当前线程的的数组,在通过数组的index是不是就可以得到当前的对象,再根据的对象取出value,思路是没有错,我们看下源码是不是这个样子了
get:
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
是不是一模一样了,其实它的源码还是比较简单的,当然还有更高级的用法下边在上代码:
private ThreadLocal<Boolean> booleanThreadLocal = new ThreadLocal<Boolean>(){
@Override
protected Boolean initialValue() {
return true;
}
};
button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
Log.i(TAG, "onClick: booleanThreadLocal------->"+booleanThreadLocal.get());
}
});
11-24 08:02:02.332 26018-26018/com.example.administrator.dbhelp I/MainActivity: onClick: booleanThreadLocal------->true
重写initialValue值返回true,这次我没有设置值,确返回true,是不是和get方法有关,当我们我们设置值的时候当前的线程的map为null,这时 return setInitialValue();看下方法 :
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
是不是一样的简单,逻辑很清楚,我们直接重写了initialValue(),所以返回的value值就是我们重写方法的返回值;到此源码也就分析完毕了,这时我们再回过头来看下Handler消息机制,Handler通过Looper.loop()方法轮询消息,我们一般写Handler的时候都是在主线程创建的,在程序启动的时候也就是加载ActivityThread类的时候系统已经帮我们自动的创建了主线程的Looper,通过上边的图也可知,可是如果我想在子线程创建Handler了,子线程是不是也需要自己的Looper;是不是自己也需要启动Looper.loop来循环消息,这时候ThreadLocal这个类就来了,ThreadLocal为当前的每一个线程存储一个Looper,每一个Looper也有唯一的一个消息队列MessageQueue,所以在子线程new Handler()的时候需要我们手动的去获取当前线程的Looper,主动的调用Looper.prepare();
public static void prepare() {
prepare(true);
}
--------------------------------------------
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}
-------------------------------------------
private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
mThread = Thread.currentThread();
}
获取当前线程的Looper和MessageQueue
new Thread(new Runnable() {
private Handler handler;
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
handler = new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.i(TAG, "handleMessage: "+Thread.currentThread().getName()+"workThread线程收到消息了-->");
}
};
handler.sendEmptyMessage(0x10000);
Looper.loop();
}
}).start();
----------------------------------------
或者来个暴力点的既然主线程已经有了Looper了就用他已经创建的好的
new Thread(new Runnable() {
private Handler handler;
@Override
public void run() {
handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
Log.i(TAG, "handleMessage: "+Thread.currentThread().getName()+"main线程收到消息了-->");
}
};
handler.sendEmptyMessage(0x10000);
}
}).start();
上边两个方法都可以使Handler 在子线程去处理,但是接受消息的结果当然也是不一样的,上边的采用的子线程Looper,下边是main线程Looper;
总结:
其实在开发中用的ThreadLocal的地方极少,但是ThreadLocal也是不可忽视的一个重要点,在面试的时候你能把ThreadLocal和Looper结合起来一起讲,也许就是加分项,再者ThreadLocal在某些特殊的场景的,通过它可以实现一个看起来比较复杂的功能,当某些数据以线程为作用域并且不同线程要获取不同数据的时候,就可以用到ThreadLocal;
