Java源码解析：ThreadLocal

2021/7/17 20:06:08

编程Tag： 源码 Entry value 线程 key Java ThreadLocal ThreadLocalMap

本文主要是介绍Java源码解析：ThreadLocal，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

本文由colodoo（纸伞）整理

参考源码：jdk1.8.0_131

我相信大部分的人对ThreanLocal都一脸懵逼的，因为我一开始也是这样的，直到在面试中被问到以后，我才第一次知道ThreanLocal的存在。

这是一些结论性的介绍，足以应付面试题：

ThreadLocal是Java中所提供的线程本地存储机制，可以利⽤该机制将数据缓存在某个线程内部，该线
程可以在任意时刻、任意⽅法中获取缓存的数据
ThreadLocal底层是通过ThreadLocalMap来实现的，每个Thread对象（注意不是ThreadLocal
对象）中都存在⼀个ThreadLocalMap，Map的key为ThreadLocal对象，Map的value为需要缓
存的值
如果在线程池中使⽤ThreadLocal会造成内存泄漏，因为当ThreadLocal对象使⽤完之后，应该
要把设置的key，value，也就是Entry对象进⾏回收，但线程池中的线程不会回收，⽽线程对象
是通过强引⽤指向ThreadLocalMap，ThreadLocalMap也是通过强引⽤指向Entry对象，线程
不被回收，Entry对象也就不会被回收，从⽽出现内存泄漏，解决办法是，在使⽤了
ThreadLocal对象之后，⼿动调⽤ThreadLocal的remove⽅法，⼿动清楚Entry对象
ThreadLocal经典的应⽤场景就是连接管理（⼀个线程持有⼀个连接，该连接对象可以在不同的⽅法之
间进⾏传递，线程之间不共享同⼀个连接）

然后再从源码的角度来解释这些结论。

set

java.lang.ThreadLocal#set

public void set(T value) {
    // 获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 获取线程中的线程本地存储对象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    // 如果存在，则设置值
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        // 不存在则创建本地存储对象，并设置值
        createMap(t, value);
}

获取当前线程
获取当前线程中的本地存储对象
把值设置到当前线程的本地存储对象中

从这里就可以看出，ThreadLocal作用域是当前线程（currentThread），不同线程之间是隔离的。

set

java.lang.ThreadLocal.ThreadLocalMap#set

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {

    // Entry数组赋值给临时变量tab
    Entry[] tab = table;
    // 获取Entry数组长度
    int len = tab.length;
    // 根据key通过hash算法获取下标
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

    // 遍历Entry数组
    for (Entry e = tab[i];
         e != null;
         e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        ThreadLocal<?> k = e.get();

        // 如果存在则更新
        if (k == key) {
            e.value = value;
            return;
        }

       	// 替换陈旧条目
        // TODO：这里的逻辑复杂不深究
        if (k == null) {
            replaceStaleEntry(key, value, i);
            return;
        }
    }

    // 否则新增节点
    tab[i] = new Entry(key, value);
    int sz = ++size;
    if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
        rehash();
}

getMap

java.lang.ThreadLocal#getMap

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    // 获取线程中的ThreadLocalMap
	return t.threadLocals;
}

createMap

java.lang.ThreadLocal#createMap

void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

ThreadLocalMap

java.lang.ThreadLocal.ThreadLocalMap#ThreadLocalMap(java.lang.ThreadLocal<?>, java.lang.Object)

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
    // 实例化Entry数组
    table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
    // 计算下标
    int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
    // 新增节点到数组中
    table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
    // 设置尺寸=1
    size = 1;
    // 设置阈值
    setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

get

java.lang.ThreadLocal#get

public T get() {
    // 获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 获取当前线程ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    // 如果ThreadLocalMap不为空
    if (map != null) {
        // 获取Entry
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        // 获取结果不为空，返回结果
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    // 否则设置初始化值
    return setInitialValue();
}