说在前面 

ThreadLocal用来提供线程级别变量,变量只对当前线程可见。相比与“使用锁控制共享变量访问顺序”的解决方案。ThreadLocal通过空间换时间的方案,规避了竞争问题,因为每个线程都有属于自己的变量。

此时就产生了第一个问题:线程如何维护属于自己的变量副本,搞懂了这个也就搞懂了其原理。

  源码分析 

一、首先看下Thread类

从源码级别揭开ThreadLocal的神秘面纱

Thread中有一个 threadLocals 属性表示线程的本地变量。这个属性的类型是 ThreadLocal.ThreadLocalMap

ThreadLocalMapThreadLocal的内部类,他是类 Map结构,也是存储 K-V结构数据,并用 Entry封装 K-V。不同的是 ThreadLocalMapEntryKey只能是 ThreadLocal类型对象,并且是一个弱引用。

从源码级别揭开ThreadLocal的神秘面纱 也就是说线程通过一个类Map数据结构 ThreadLocal.ThreadLocalMap 来存储属于自己的线程变量。

三、ThreadLocal本尊

ThreadLocalMap赋值、取值操作的入口在其外部类 ThreadLocal中。

set(v)方法内调用 ThreadLocalMapset(this,v)方法存值。(类似 Mapput(k,v)方法)

从源码级别揭开ThreadLocal的神秘面纱

 get()方法内调用 ThreadLocalMapgetEntry(this)方法取值(类似 Mapget(k)方法)

从源码级别揭开ThreadLocal的神秘面纱

 

通过代码可以看出:

  • 第一次操作线程的 ThreadLocalMap属性时,会初始化一个 ThreadLocal.ThreadLocalMap, set(v)会存入以参数为 Value的 K/V数据, get()会存入以 null为 value的 K/V数据。

  • ThreadLocal.ThreadLocalMap 存值操作入口是 ThreadLocal.set(v)方法,并以当前 ThreadLocal变量为 key,参数为 value

  • ThreadLocal.ThreadLocalMap 取值操作入口是 ThreadLocal.get(v)方法, key为当前ThreadLocal变量。

我们在从代码层面直观的体会这个操作:

从源码级别揭开ThreadLocal的神秘面纱

至此线程的本地变量的本质就清晰了。就是 Thread用类似 MapThreadLocal.ThreadLocalMap数据结构来存储以 ThreadLocal类型的变量为 Key的数值,并用 ThreadLocal来存取删,操作 ThreadLocalMap

  • 当我们定义一个 ThreadLocal变量时,其实就是在定义一个 Key

  • 当我们调用 set(v)方法时,就是以当前 ThreadLocal变量为 key,传入参数为 value,向 ThreadLocal.ThreadLocalMap存数据

  • 当我们调用 get()方法时,就是以当前 ThreadLocal变量为 key,从 ThreadLocal.ThreadLocalMap取对应的数据

 扩   展 

一、ThreadLocalMap的Hash冲突解决办法

采用线性探测的方式,根据 key计算 hash值,如果出现冲突,则向后探测,当到哈希表末尾的时候再从0开始,直到找到一个合适的位置。

这种算法也决定了 ThreadLocalMap不适合存储大量数据。

二、ThreadLocalMap的扩容问题

ThreadLocalMap初始大小为 16,加载因子为 2/3,当 size大于 threshold时,就会进行扩容。

扩容时,新建一个大小为原来数组长度的两倍的数组,然后遍历旧数组中的 entry并将其插入到新的hash数组中,在扩容的时候,会把 keynullEntryvalue值设置为 null,以便内存回收,减少内存泄漏问题。

 

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