ThreadLocal和ThreadLocalMap源码分析

背景分析

​ 相信不少程序猿在日常实现功能的过程中,都会遇到想要某些静态变量,无论是单线程亦或者是多线程在使用,都不会产生相互之间的影响,也就是这个静态变量在线程之间是读写隔离的。java

​ 有一个咱们常用的工具类,它的并发问题就是用ThreadLocal来解决的,我相信大多数人都看过,那就是SimpleDateFormat日期格式化的工具类的多线程问题,你们去网上搜的话,应该会有一堆人都说使用ThreadLocal。数组

定义

​ 那究竟何谓ThreadLocal呢?经过咱们的Chinese English,咱们也能够翻译出来,那就是线程本地的意思,并且咱们是用来存放咱们须要可以线程隔离的变量的,那就是线程本地变量。也就是说,当咱们把变量保存在ThreadLocal当中时,就可以实现这个变量的线程隔离了。安全

例子

​ 咱们先来看两个例子,这里也恰好涉及到两个概念,分别是值传递引用传递数据结构

  • 值传递
public class ThreadLocalTest {

    private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>(){
        protected Integer initialValue(){
            return 0;
        }
    };

    // 值传递
    @Test
    public void testValue(){
        for (int i = 0; i < 5; i++){
            new Thread(() -> {
                Integer temp = threadLocal.get();
                threadLocal.set(temp + 5);
                System.out.println("current thread is " + Thread.currentThread().getName() + " num is " + threadLocal.get());
            }, "thread-" + i).start();
        }
    }
}
复制代码

以上程序的输出结果是:多线程

current thread is thread-1 num is 5
current thread is thread-3 num is 5
current thread is thread-0 num is 5
current thread is thread-4 num is 5
current thread is thread-2 num is 5
复制代码

​ 咱们能够看到,每个线程打印出来的都是5,哪怕我是先经过ThreadLocal.get()方法获取变量,而后再set进去,依然不会进行重复叠加。并发

​ 这就是线程隔离。函数

​ 可是对于引用传递来讲,咱们又须要多注意一下了,直接上例子看看。工具

  • 引用传递
public class ThreadLocalTest {

    static NumIndex numIndex = new NumIndex();
    private static ThreadLocal<NumIndex> threadLocal1 = new ThreadLocal<NumIndex>(){
        protected NumIndex initialValue(){
            return numIndex;
        }
    };

    static class NumIndex{
        int num = 0;
        public void increment(){
            num++;
        }
    }

    // 引用传递
    @Test
    public void testReference(){
        for (int i = 0; i < 5; i++){
            new Thread(() -> {
                NumIndex index = threadLocal1.get();
                index.increment();
                threadLocal1.set(index);
                System.out.println("current thread is " + Thread.currentThread().getName() + " num is " + threadLocal1.get().num);
            }, "thread-" + i).start();
        }
    }
}
复制代码

​ 咱们看看运行的结果源码分析

current thread is thread-0 num is 2
current thread is thread-2 num is 3
current thread is thread-1 num is 2
current thread is thread-4 num is 5
current thread is thread-3 num is 4
复制代码

​ 咱们看到值不但没有被隔离,并且还出现了线程安全的问题。学习

因此咱们必定要注意值传递和引用传递的区别,在这里也不讲这两个概念了。

源码分析

​ 想要更加深刻地了解ThreadLocal这个东西的做用,最后仍是得回到撸源码,看看==Josh Bloch and Doug Lea==这两位大神到底是怎么实现的?整个类加起来也不过七八百行而已。

​ 在这里,我分开两部分来讲,分别是ThreadLocalThreadLocalMap这两个的源码分析。

ThreadLocalMap源码分析

​ 思而再三,最后仍是决定先讲ThreadLocalMap的源码解析,为何呢?

ThreadLocalMapThreadLocal里面的一个静态内部类,可是确实一个很关键的东西,咱们既然是在看源码而且想要弄懂这个东西,那咱们就必定要有一种思惟,那就是若是是咱们要实现这么个功能,咱们要怎么作?以及看到别人的代码,要学会思考别人为何要这么作?

​ 我但愿经过个人文章,不求可以带给你什么牛逼的技术,可是至少能让你明白,咱们须要学习的是这些大牛的严谨的思惟逻辑。

​ 言归正传,ThreadLocalMap到底是什么?咱们要这么想,既然是线程本地变量,并且咱们能够经过get和set方法可以获取和赋值。

​ 一、那咱们赋值的内容,究竟保存在什么结构当中?

​ 二、它到底是怎么作到线程隔离的?

​ 三、当我get和set的时候,它到底是怎么作到线程-value的对应关系进行保存的?

​ 经过以上三个问题,再结合ThreadLocalMap这个名字,我想你们也知道这个是什么了。

​ 没错,它就是ThreadLocal很是核心的内容,是维护咱们线程与变量之间关系的一个类,看到是Map结尾,那咱们也可以知道它实际上就是一个键值对。至于KEY是什么,咱们会在源码分析当中看出来。

Entry内部类

​ 如下源码都是抽取讲解部分的内容来展现

static class ThreadLocalMap {

    /** * 自定义一个Entry类,并继承自弱引用 * 用来保存ThreadLocal和Value之间的对应关系 * * 之因此用弱引用,是为了解决线程与ThreadLocal之间的强绑定关系 * 会致使若是线程没有被回收,则GC便一直没法回收这部份内容 */
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
        /** The value associated with this ThreadLocal. */
        Object value;

        Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
            super(k);
            value = v;
        }
    }
    
    /** * The initial capacity -- MUST be a power of two. * Entry数组的初始化大小 */
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;

    /** * The table, resized as necessary. * table.length MUST always be a power of two. * <ThreadLocal, 保存的泛型值>数组 * 长度必须是2的N次幂 * 这个能够参考为何HashMap里维护的数组也必须是2的N次幂 * 主要是为了减小碰撞,可以让保存的元素尽可能的分散 * 关键代码仍是hashcode & table.length - 1 */
    private Entry[] table;

    /** * The number of entries in the table. * table里的元素个数 */
    private int size = 0;

    /** * The next size value at which to resize. * 扩容的阈值 */
    private int threshold; // Default to 0

    /** * Set the resize threshold to maintain at worst a 2/3 load factor. * 根据长度计算扩容的阈值 */
    private void setThreshold(int len) {
        threshold = len * 2 / 3;
    }

    /** * 经过如下两个获取next和prev的代码能够看出,entry数组其实是一个环形结构 */
    /** * Increment i modulo len. * 获取下一个索引,超出长度则返回0 */
    private static int nextIndex(int i, int len) {
        return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
    }

    /** * Decrement i modulo len. * 返回上一个索引,若是-1为负数,返回长度-1的索引 */
    private static int prevIndex(int i, int len) {
        return ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1);
    }

    /** * 构造参数建立一个ThreadLocalMap代码 * ThreadLocal为key,咱们的泛型为value */
    ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
        // 初始化table的大小为16
        table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];

        // 经过hashcode & (长度-1)的位运算,肯定键值对的位置
        int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);

        // 建立一个新节点保存在table当中
        table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);

        // 设置table内元素为1
        size = 1;

        // 设置扩容阈值
        setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
    }

    /** * ThreadLocal自己是线程隔离的,按道理是不会出现数据共享和传递的行为的 * 这是InheritableThreadLocal提供了了一种父子间数据共享的机制 * @param parentMap the map associated with parent thread. */
    private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) {
        Entry[] parentTable = parentMap.table;
        int len = parentTable.length;
        setThreshold(len);
        table = new Entry[len];

        for (int j = 0; j < len; j++) {
            Entry e = parentTable[j];
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get();
                if (key != null) {
                    Object value = key.childValue(e.value);
                    Entry c = new Entry(key, value);
                    int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1);
                    while (table[h] != null)
                        h = nextIndex(h, len);
                    table[h] = c;
                    size++;
                }
            }
        }
    }
}
复制代码

​ 一些简单的东西直接看我上面的注释就能够了。

​ 咱们能够看到,在ThreadLocalMap这个内部类当中,又定义了一个Entry内部类,而且继承自弱引用,泛型是ThreadLocal,其中有一个构造方法,经过这个咱们就大体能够猜出,ThreadLocalMap当中的key实际上就是当前ThreadLocal对象。

​ 至于为何要用弱引用呢?我想我源码上面的注释其实也写得很明白了,这ThreadLocal实际上就是个线程本地变量隔离做用的工具类而已,当线程走完了,确定但愿能回收这部分产生的资源,因此就用了弱引用。

​ 我相信有人会有疑问,若是在我要用的时候,被回收了怎么办?下面的代码会一步步地让你明白,你考虑到的问题,这些大牛都已经想到而且解决了。接着往下学吧!

getEntry和getEntryAfterMiss方法

​ 经过方法名咱们就能看得出是从ThreadLocal对应的ThreadLocalMap当中获取Entry节点,在这咱们就要思考了。

​ 1)咱们要经过什么获取对应的Entry

​ 2)咱们经过上面知道使用了弱引用,若是被GC回收了没有获取到怎么办?

​ 3)不在经过计算获得的下标上,又要怎么办?

​ 4)若是ThreadLocal对应的ThreadLocalMap不存在要怎么办?

​ 以上这4个问题是我本身在看源码的时候可以想到的东西,有些问题的答案光看THreadLocalMap的源码是看不出因此然的,须要结合以后的ThreadLocal源码分析

​ 在这咱们来看看大牛的源码是怎么解决以上问题的吧。

/** * 获取ThreadLocal的索引位置,经过下标索引获取内容 */
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
    // 经过hashcode肯定下标
    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
    Entry e = table[i];

    // 若是找到则直接返回
    if (e != null && e.get() == key)
        return e;
    else
        // 找不到的话接着从i位置开始向后遍历,基于线性探测法,是有可能在i以后的位置找到的
        return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}

private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;

    // 循环向后遍历
    while (e != null) {

        // 获取节点对应的k
        ThreadLocal<?> k = e.get();

        // 相等则返回
        if (k == key)
            return e;

        // 若是为null,触发一次连续段清理
        if (k == null)
            expungeStaleEntry(i);

        // 获取下一个下标接着进行判断
        else
            i = nextIndex(i, len);
        e = tab[i];
    }
    return null;
}
复制代码

​ 一看这两个方法名,咱们就知道这两个方法就是获取Entry节点的方法。

​ 咱们首先看getEntry(ThreadLocal<?> key)getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e)这个方法就看出来了,直接根据ThreadLocal对象来获取,因此咱们能够再次证实,key就是ThreadLocal对象,咱们来看看它的流程

​ 一、首先根据key的hashcode & table.length - 1来肯定在table当中的下标

​ 二、若是获取到直接返回,没获取到的话,就接着日后遍历看是否能获取到(由于用的是线性探测法,日后遍历有可能获取到结果)

​ 三、进入了getEntryAfterMiss方法进行线性探测,若是获取到则直接返回;获取的key为null,则触发一次连续段清理(实际上在不少方法当中都会触发该方法,常常会进行连续段清理,这是ThreadLocal核心的清理方法)。

expungeStaleEntry方法

​ 这能够说是ThreadLocal很是核心的一个清理方法,为何会须要清理呢?或许不少人想不明白,咱们用List或者是Map也好,都没有说要清理里面的内容。

​ 可是这里是对于线程来讲的隔离的本地变量,而且使用的是弱引用,那便有可能在GC的时候就被回收了。

​ 1)若是有不少Entry节点已经被回收了,可是在table数组中还留着位置,这时候不清理就会浪费资源

​ 2)在清理节点的同时,能够将后续非空的Entry节点从新计算下标进行排放,这样子在get的时候就能快速定位资源,加快效率。

​ 咱们来看看别人源码是怎么作的吧!

/** * 这个函数能够看作是ThreadLocal里的核心清理函数,它主要作的事情就是 * 一、从staleSlot开始,向后遍历将ThreadLocal对象被回收所在Entry节点的value和Entry节点自己设置null,方便GC,而且size自减1 * 二、而且会对非null的Entry节点进行rehash,只要不是在当前位置,就会将Entry挪到下一个为null的位置上 * 因此其实是对从staleSlot开始作一个连续段的清理和rehash操做 */
private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
    // 新的引用指向table
    Entry[] tab = table;

    // 获取长度
    int len = tab.length;

    // expunge entry at staleSlot
    // 先将传过来的下标置null
    tab[staleSlot].value = null;
    tab[staleSlot] = null;

    // table的size-1
    size--;

    // Rehash until we encounter null
    Entry e;
    int i;
    // 遍历删除指定节点全部后续节点当中,ThreadLocal被回收的节点
    for (i = nextIndex(staleSlot, len);
         (e = tab[i]) != null;
         i = nextIndex(i, len)) {
        // 获取entry当中的key
        ThreadLocal<?> k = e.get();

        // 若是ThreadLocal为null,则将value以及数组下标所在位置设置null,方便GC
        // 而且size-1
        if (k == null) {
            e.value = null;
            tab[i] = null;
            size--;
        } else {    // 若是不为null
            // 从新计算key的下标
            int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1);

            // 若是是当前位置则遍历下一个
            // 不是当前位置,则从新从i开始找到下一个为null的坐标进行赋值
            if (h != i) {
                tab[i] = null;

                // Unlike Knuth 6.4 Algorithm R, we must scan until
                // null because multiple entries could have been stale.
                while (tab[h] != null)
                    h = nextIndex(h, len);
                tab[h] = e;
            }
        }
    }
    return i;
}
复制代码

​ 上面的代码注释我相信已是写的很清楚了,这个方法实际上就是从staleSlot开始作一个连续段的清理和rehash操做。

set方法系列

​ 接下来咱们看看set方法,天然就是要将咱们的变量保存进ThreadLocal当中,实际上就是保存到ThreadLocalMap当中去,在这里咱们同样要思考几个问题。

​ 1)若是该ThreadLocal对应的ThreadLocalMap还不存在,要怎么处理?

​ 2)若是所计算的下标,在table当中已经存在Entry节点了怎么办?

​ 我想经过上面部分代码的讲解,对这两个问题,你们也都比较有思路了吧。

​ 老规矩,接下来看看代码实现

/** * ThreadLocalMap的set方法,这个方法仍是挺关键的 * 经过这个方法,咱们能够看出该哈希表是用线性探测法来解决冲突的 */
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {

    // 新开一个引用指向table
    Entry[] tab = table;

    // 获取table的长度
    int len = tab.length;

    // 获取对应ThreadLocal在table当中的下标
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

    /** * 从该下标开始循环遍历 * 一、如遇相同key,则直接替换value * 二、若是该key已经被回收失效,则替换该失效的key */
    for (Entry e = tab[i];
         e != null;
         e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        ThreadLocal<?> k = e.get();

        if (k == key) {
            e.value = value;
            return;
        }

        // 若是 k 为null,则替换当前失效的k所在Entry节点
        if (k == null) {
            replaceStaleEntry(key, value, i);
            return;
        }
    }

    // 找到空的位置,建立Entry对象并插入
    tab[i] = new Entry(key, value);

    // table内元素size自增
    int sz = ++size;
    if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
        rehash();
}


private void replaceStaleEntry(ThreadLocal<?> key, Object value, int staleSlot) {
    // 新开一个引用指向table
    Entry[] tab = table;

    // 获取table的长度
    int len = tab.length;
    Entry e;

    // 记录当前失效的节点下标
    int slotToExpunge = staleSlot;

    /** * 经过这个for循环的prevIndex(staleSlot, len)能够看出 * 这是由staleSlot下标开始向前扫描 * 查找并记录最前位置value为null的下标 */
    for (int i = prevIndex(staleSlot, len);
         (e = tab[i]) != null;
         i = prevIndex(i, len))
        if (e.get() == null)
            slotToExpunge = i;

    /** * 经过for循环nextIndex(staleSlot, len)能够看出 * 这是由staleSlot下标开始向后扫描 */
    for (int i = nextIndex(staleSlot, len);
         (e = tab[i]) != null;
         i = nextIndex(i, len)) {

        // 获取Entry节点对应的ThreadLocal对象
        ThreadLocal<?> k = e.get();

        /** * 若是与新的key对应,直接赋值value * 则直接替换i与staleSlot两个下标 */
        if (k == key) {
            e.value = value;

            tab[i] = tab[staleSlot];
            tab[staleSlot] = e;

            // Start expunge at preceding stale entry if it exists
            // 经过注释看出,i以前的节点里,没有value为null的状况
            if (slotToExpunge == staleSlot)
                slotToExpunge = i;

            /** * 在调用cleanSomeSlots进行启发式清理以前 * 会先调用expungeStaleEntry方法从slotToExpunge到table下标所在为null的连续段进行一次清理 * 返回值即是table[]为null的下标 * 而后以该下标--len进行一次启发式清理 * 最终里面的方法实际上仍是调用了expungeStaleEntry * 能够看出expungeStaleEntry方法是ThreadLocal核心的清理函数 */
            cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);
            return;
        }

        /** * 若是当前下标所在已经失效,而且向后扫描过程中没有找到失效的Entry节点 * 则slotToExpunge赋值为当前位置 */
        if (k == null && slotToExpunge == staleSlot)
            slotToExpunge = i;
    }

    // If key not found, put new entry in stale slot
    // 若是并无在table当中找到该key,则直接在当前位置new一个Entry
    tab[staleSlot].value = null;
    tab[staleSlot] = new Entry(key, value);

    /** * 在上面的for循环探测过程中 * 若是发现任何无效的Entry节点,则slotToExpunge会被从新赋值 * 就会触发连续段清理和启发式清理 */
    if (slotToExpunge != staleSlot)
        cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);
}


/** * 启发式地清理被回收的Entry * i对应的Entry是非无效的,有多是失效被回收了,也有多是null * 会有两个地方调用到这个方法 * 一、set方法,在判断是否须要resize以前,会清理并rehash一遍 * 二、替换失效的节点时候,也会进行一次清理 */
private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) {
    boolean removed = false;
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    do {
        i = nextIndex(i, len);
        Entry e = tab[i];
        // Entry对象不为空,可是ThreadLocal这个key已经为null
        if (e != null && e.get() == null) {
            n = len;
            removed = true;

            /** * 调用该方法进行回收 * 实际上不是只回收 i 这一个节点而已 * 而是对 i 开始到table所在下标为null的范围内,对那些节点都进行一次清理和rehash */
            i = expungeStaleEntry(i);
        }
    } while ( (n >>>= 1) != 0);
    return removed;
}


/** * 对table进行扩容,由于要保证table的长度是2的幂,因此扩容就扩大2倍 */
private void resize() {

    // 获取旧table的长度,而且建立一个长度为旧长度2倍的Entry数组
    Entry[] oldTab = table;
    int oldLen = oldTab.length;
    int newLen = oldLen * 2;
    Entry[] newTab = new Entry[newLen];

    // 记录插入的有效Entry节点数
    int count = 0;

    /** * 从下标0开始,逐个向后遍历插入到新的table当中 * 一、如遇到key已经为null,则value设置null,方便GC回收 * 二、经过hashcode & len - 1计算下标,若是该位置已经有Entry数组,则经过线性探测向后探测插入 */
    for (int j = 0; j < oldLen; ++j) {
        Entry e = oldTab[j];
        if (e != null) {
            ThreadLocal<?> k = e.get();
            if (k == null) {
                e.value = null; // Help the GC
            } else {
                int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);
                while (newTab[h] != null)
                    h = nextIndex(h, newLen);
                newTab[h] = e;
                count++;
            }
        }
    }

    // 从新设置扩容的阈值
    setThreshold(newLen);

    // 更新size
    size = count;

    // 指向新的Entry数组
    table = newTab;
}
复制代码

​ 以上的代码就是调用set方法往ThreadLocalMap当中保存K-V关系的一系列代码,我就不分开再一个个讲了,这样你们看起来估计也比较方便,有连续性。

​ 咱们能够来看看一整个的set流程:

​ 一、先经过hashcode & (len - 1)来定位该ThreadLocal在table当中的下标

​ 二、for循环向后遍历

​ 1)若是获取Entry节点的key与咱们须要操做的ThreadLocal相等,则直接替换value

​ 2)若是遍历的时候拿到了key为null的状况,则调用replaceStaleEntry方法进行与之替换。

​ 三、若是上述两个状况都是,则直接在计算的出来的下标当中new一个Entry阶段插入。

​ 四、进行一次启发式地清理而且若是插入节点后的size大于扩容的阈值,则调用resize方法进行扩容。

remove方法

​ 既然是Map形式进行存储,咱们有put方法,那确定就会有remove的时候,任何一种数据结构,确定都得符合增删改查的。

​ 咱们直接来看看代码。

/** * Remove the entry for key. * 将ThreadLocal对象对应的Entry节点从table当中删除 */
private void remove(ThreadLocal<?> key) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
    for (Entry e = tab[i];
         e != null;
         e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        if (e.get() == key) {
            // 将引用设置null,方便GC
            e.clear();

            // 从该位置开始进行一次连续段清理
            expungeStaleEntry(i);
            return;
        }
    }
}
复制代码

咱们能够看到,remove节点的时候,也会使用线性探测的方式,当找到对应key的时候,就会调用clear将引用指向null,而且会触发一次连续段清理。

我相信经过以上对ThreadLocalMap的源码分析,已经让你们对其有了个基本的概念认识,相信对你们理解ThreadLocal这个概念的时候,已经不是停留在知道它就是为了实现线程本地变量而已了。

那接下来咱们来看看ThreadLocal的源码分析吧。

ThreadLocal源码分析

ThreadLocal的源码相对于来讲就简单不少了,由于主要都是ThreadLocalMap这个内部类在干活,在管理咱们的本地变量。

get方法系列

/** * 获取当前线程本地变量的值 */
public T get() {
    // 获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();

    // 获取当前线程对应的ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap map = getMap(t);

    // 若是map不为空
    if (map != null) {

        // 若是当前ThreadLocal对象对应的Entry还存在
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);

        // 而且Entry不为null,返回对应的值,不然都执行setInitialValue方法
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    // 若是该线程对应的ThreadLocalMap还不存在,则执行初始化方法
    return setInitialValue();
}


ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}


private T setInitialValue() {
    // 获取初始值,通常是子类重写
    T value = initialValue();

    // 获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();

    // 获取当前线程对应的ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap map = getMap(t);

    // 若是map不为null
    if (map != null)

        // 调用ThreadLocalMap的set方法进行赋值
        map.set(this, value);

    // 不然建立个ThreadLocalMap进行赋值
    else
        createMap(t, value);
    return value;
}


/** * 构造参数建立一个ThreadLocalMap代码 * ThreadLocal为key,咱们的泛型为value */
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
    // 初始化table的大小为16
    table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];

    // 经过hashcode & (长度-1)的位运算,肯定键值对的位置
    int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);

    // 建立一个新节点保存在table当中
    table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);

    // 设置table内元素为1
    size = 1;

    // 设置扩容阈值
    setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
复制代码

ThreadLocal的get方法也不难,就几行代码,可是当它结合了ThreadLocalMap的方法后,这整个逻辑就值得咱们深刻研究写这个工具的人的思惟了。

​ 咱们来看看它的一个流程吧。

​ 一、获取当前线程,根据当前线程获取对应的ThreadLocalMap

​ 二、在ThreadLocalMap当中获取该ThreadLocal对象对应的Entry节点,而且返回对应的值

​ 三、若是获取到的ThreadLocalMap为null,则证实尚未初始化,就调用setInitialValue方法

​ 1)在调用setInitialValue方法的时候,会双重保证,再进行获取一次ThreadLocalMap

​ 2)若是依然为null,就最终调用ThreadLocalMap的构造方法

set方法系列

在这里我也不对ThreadLocal的set方法作太多介绍了,结合上面的ThreadLocalMap的set方法,我想就能够对上面每一个方法思考出的问题有个大概的答案。

public void set(T value) {
    // 获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();

    // 获取线程所对应的ThreadLocalMap,从这能够看出每一个线程都是独立的
    ThreadLocalMap map = getMap(t);

    // 若是map不为空,则k-v赋值,看出k是this,也就是当前ThreaLocal对象
    if (map != null)
        map.set(this, value);

    // 若是获取的map为空,则建立一个并保存k-v关系
    else
        createMap(t, value);
}
复制代码

其实ThreadLocal的set方法很简单的,最主要的都是调用了ThreadLocalMap的set方法,里面才是真正核心的执行流程。

不过咱们照样来看看这个流程:

一、获取当前线程,根据当前线程获取对应的ThreadLocalMap

二、若是对应的ThreadLocalMap不为null,则调用其的set方法保存对应关系

三、若是map为null,就最终调用ThreadLocalMap的构造方法建立一个ThreadLocalMap并保存对应关系

执行流程总结

在这里插入图片描述

源码分析总结

​ 上面经过对ThreadLocalThreadLocalMap两个类的源码进行了分析,我想对于ThreadLocal这个功能的一整个流程,你们都有了个比较清楚的了解了。我真的是很佩服==Josh Bloch and Doug Lea==这两位大神,他们在实现这个东西的时候,不是说光实现了就能够了,考虑了不少状况,例如:GC问题、如何维护好数据存储的问题以及线程与本地变量之间应该以何种方式创建对应关系。

​ 他们写的代码逻辑很是之严谨,看到这区区几百行的代码,才真正地发现,咱们其实主要不是在技术上与别人的差距,而是在功能实现的一整套思惟逻辑上面就与他们有着巨大的差距,最明显的一点就是,咱们单纯是为了实现而实现,基本上不会考虑其余异常状况,更加不会考虑到一些GC问题。

​ 因此经过该篇源码的分析,让我真正地意识到,咱们不能光是看源码作翻译而已,咱们必定要学会他们是如何思考实现这么个功能,咱们要学会他们思考每个功能的逻辑。

相关文章
相关标签/搜索