Java并发-剖析ThreadLocal源码

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-05-21 08:05 246阅读 0赞

### 一、ThreadLocal是什么？ ###

> ThreadLocal与线程同步机制不同，线程同步机制是多个线程共享同一个变量，而ThreadLocal是为每一个线程创建一个单独的变量副本，故而每个线程都可以独立地改变自己所拥有的变量副本，而不会影响其他线程所对应的副本。可以说ThreadLocal为多线程环境下变量问题提供了另外一种解决思路。

### 二、ThreadLocal常用方法的源码 ###

#### 1、set()方法 ####

//set操作，为线程绑定变量
    public void set(T value) { 
        Thread t = Thread.currentThread();//1.首先获取当前线程对象
        ThreadLocalMap map = getMap(t);//2.获取该线程对象的ThreadLocalMap
        if (map != null)
            map.set(this, value);//如果map不为空，执行set操作，以当前threadLocal对象为key，实际存储对象为value进行set操作
        else
            createMap(t, value);//如果map为空，则为该线程创建ThreadLocalMap
    }
       
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) { 
        return t.threadLocals;//线程对象持有ThreadLocalMap的引用
    }
    
    //线程t.threadLocals定义
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

1. `ThreadLocal`仅仅是个变量访问的入口；
    2. 每一个`Thread对象`都有一个`ThreadLocalMap对象`；

#### 2、get()方法 ####

public T get() { 
         Thread t = Thread.currentThread();//1.首先获取当前线程
         ThreadLocalMap map = getMap(t);//2.获取线程的map对象
         if (map != null) { //3.如果map不为空，以threadlocal实例为key获取到对应Entry，然后从Entry中取出对象即可。
             ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
             if (e != null)
                 return (T)e.value;
         }
         return setInitialValue();//如果map为空，也就是第一次没有调用set直接get（或者调用过set，又调用了remove）时，为其设定初始值
    }
    
    private T setInitialValue() { 
        T value = initialValue();//获取初始值
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }
    
    //initialValue方法，默认是null，访问权限是protected，即允许重写。
    protected T initialValue() { 
        return null;
    }

### 三、使用示例 ###

public class SeqCount { 
    
        private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>() { 
            // 实现initialValue()
            public Integer initialValue() { 
                return 0;
            }
        };
    
        public int nextSeq(){ 
            threadLocal.set(threadLocal.get() + 1);
    
            return threadLocal.get();
        }
    
        public static void main(String[] args) { 
            SeqCount seqCount = new SeqCount();
    
    		 //每个线程里map的key都一样(threadLocal实例为同一个)
            SeqThread thread1 = new SeqThread(seqCount);
            SeqThread thread2 = new SeqThread(seqCount);
            SeqThread thread3 = new SeqThread(seqCount);
            SeqThread thread4 = new SeqThread(seqCount);
    
            thread1.start();
            thread2.start();
            thread3.start();
            thread4.start();
        }
    
        private static class SeqThread extends Thread { 
            private SeqCount seqCount;
    
            SeqThread(SeqCount seqCount) { 
                this.seqCount = seqCount;
            }
    
            public void run() { 
                for(int i = 0 ; i < 3 ; i++){ 
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " seqCount :" + seqCount.nextSeq());
                }
            }
        }
    }
    
    //执行结果
    Thread-0 seqCount :1
    Thread-0 seqCount :2
    Thread-0 seqCount :3
    Thread-2 seqCount :1
    Thread-2 seqCount :2
    Thread-2 seqCount :3
    Thread-1 seqCount :1
    Thread-1 seqCount :2
    Thread-1 seqCount :3
    Thread-3 seqCount :1
    Thread-3 seqCount :2
    Thread-3 seqCount :3

### 四、Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap关系图 ###

![这里写图片描述][70]

> 每个thread中都存在一个map，map的类型是`ThreadLocal.ThreadLocalMap`。Map中的key为一个threadlocal实例(引用)。

### 五、应用场景 ###

> ThreadLocal在spring的事务管理，包括Hibernate的session管理等都有出现，在web开发中，有时会用来管理用户会话 HttpSession，web交互中这种典型的一请求一线程的场景比较适合使用ThreadLocal。

[70]: /images/20220521/7ad9775f595a40d4a4b3606ad300a88c.png