ThreadLocal使用及原理詳解

簡介

ThreadLocal是JDK提供的，提供執行緒本地變數，主要用來存放執行緒獨有變數和解決引數傳遞問題的，

例子

public static void main(String[] args) {
        ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();

        for(int i=0;i<3;i++){
            new Thread(()->{
                double random = Math.floor(Math.random()*10);
                threadLocal.set(random);
                System.out.println("設定執行緒"+Thread.currentThread().getName()+",執行緒變數："+random);
                System.out.println("查看執行緒"+Thread.currentThread().getName()+",執行緒變數："+threadLocal.get());
            }).start();
        }
    }

設定執行緒Thread-2,執行緒變數：4.0
設定執行緒Thread-0,執行緒變數：9.0
設定執行緒Thread-1,執行緒變數：5.0
查看執行緒Thread-0,執行緒變數：9.0
查看執行緒Thread-2,執行緒變數：4.0
查看執行緒Thread-1,執行緒變數：5.0

可以看出，每個執行緒的變數是隔離開的，避免了出現執行緒不安全的問題，ThreadLocal是如何實作的呢？

原理

ThreadLocalMap

 public class Thread implements Runnable {
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
 ｝

ThreadLocalMap是真正存盤資料的地方，ThreadLocalMap在各個執行緒中，為執行緒獨有的

set方法

	public void set(T value) {
		//獲取呼叫者執行緒
        Thread t = Thread.currentThread();
        //獲取呼叫者執行緒自有的ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        
        if (map != null)
        	//如果map！=null直接設定值
            map.set(this, value);
        else
        	//創建ThreadLocalMap，并將value存盤
            createMap(t, value);
    }
    
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    	//獲取執行緒的ThreadLocalMap
        return t.threadLocals;
    }
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
    	//創建ThreadLocalMap，并設定firstValue
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

從set方法中第二行代碼ThreadLocalMap map = getMap(t);這段代碼是獲取當前執行緒的ThreadLocalMap，然后進行設定值，通過getMap方法可以看出，執行緒本地變數并不是存盤在ThreadLocal，而是存盤在各自執行緒的ThreadLocalMap threadLocals中的，ThreadLocal只是相當于一個工具類，對ThreadLocalMap進行操作而已，

get方法

	public T get() {
		//獲取呼叫者執行緒
        Thread t = Thread.currentThread();
        //獲取呼叫者執行緒自有的ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
        	//獲取到當前ThreadLocal的值
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }
    
    private T setInitialValue() {
    	//獲取默認值（null），也可以重寫該方法
        T value = initialValue();
        //獲取呼叫者執行緒
        Thread t = Thread.currentThread();
        //獲取呼叫者執行緒自有的ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
        	//設定為空
            map.set(this, value);
        else
        	//創建一個ThreadLocalMap,賦值為空
            createMap(t, value);
        return value;
    }

get方法是獲取當前執行緒的ThreadLocalMap，然后通過將ThreadLocal當做key，從ThreadLocalMap中獲取到相應的Entry，Entry里包含了key和value，最后將value回傳，如果沒有key的值，就會呼叫setInitialValue方法，setInitialValue方法會初始化一個默認值，默認值是null，也可以重寫initialValue，獲得自己想要的默認值，如果沒有創建ThreadLocalMap，則創建，然后回傳默認值

remove方法

	public void remove() {
	     //獲取呼叫者執行緒自有的ThreadLocalMap
         ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         if (m != null)
             //洗掉ThreadLocalMap中key為當前ThreadLocal的資料
             m.remove(this);
    }

remove方法十分簡單，就是洗掉ThreadLocalMap中key為當前ThreadLocal的資料

總結

通過看原始碼，可以得出

1. ThreadLcoal只是一個用來操作ThreadLocalMap的一個工具類和充當ThreadLocalMap的key，
2. ThreadLocalMap是真正存盤資料的，但是ThreadLocalMap是存盤在每個執行緒中的，
3. 每個執行緒都有各自的ThreadLocalMap，這也是實作執行緒隔離的根本原因，