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ThreadLocal类解析

ThreadLocal类解析

作者: 二月_春风 | 来源:发表于2017-06-05 17:16 被阅读0次

    前言

    最近在看并发编程艺术这本书,对看书的一些笔记及个人工作中的总结。

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    今天看NBA比赛,虽然输了,但是老詹一直是我偶像。

    概念:线程局部变量,是一种多线程间并发访问变量的解决方案。与其synchronized等加锁的方式不同,ThreadLocal完全不提供锁,而使用以空间换时间的手段,为每个线程提供变量的独立副本,以保障线程安全。

    先看一个demo:

    public class ThreadLocalTest {
    
        public static ThreadLocal<String> th = new ThreadLocal<>();
    
        public void setTh(String value){
            th.set(value);
        }
        public void getTh(){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + this.th.get());
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
            final ThreadLocalTest ct = new ThreadLocalTest();
            Thread t1 = new Thread(() -> {
                ct.setTh("张三");
                ct.getTh();
            }, "t1");
    
            Thread t2 = new Thread(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                    ct.setTh("李四");
                    System.out.println("222");
                    ct.getTh();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }, "t2");
    
            t1.start();
            t2.start();
        }
    }
    

    结果:

    t1:张三
    222
    t2:李四
    

    发现t1线程和t2线程设置的value值互不影响。

    实际运用场景
    之前在工作中为了统计一个方法每个线程的响应总时间使用了ThreadLocal来做的,就是在进入方法的时候记录一个时间,方法结束的时候记录一个时间,将时间差se到ThreadLocal中。这边就不写具体的demo了。

    ThreadLocal的底层实现
    从线程Thread的角度来看,每个线程内部都会持有一个对ThreadLocalMap实例的引用,ThreadLocalMap实例相当于线程的局部变量空间,存储着线程各自的数据。
    我们在上面的demo中了解了ThreadLocal的二个重要方法,set和get方法,看其源码实现:

        /**
         * Sets the current thread's copy of this thread-local variable
         * to the specified value.  Most subclasses will have no need to
         * override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
         * method to set the values of thread-locals.
         *
         * @param value the value to be stored in the current thread's copy of
         *        this thread-local.
         */
    public void set(T value) {
            Thread t = Thread.currentThread();
            ThreadLocalMap map = getMap(t);//0
            if (map != null)
                map.set(this, value); //1
            else
                createMap(t, value); //2
    }
    

    getMap方法:

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

    threadLocals是 ThreadLocal类维护的一个ThreadLocalMap一个实例,我们知道每个线程都持有该ThreadLocalMap的实例引用,

    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
    
    /**
      * Create the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
      * InheritableThreadLocal.
      *
      * @param t the current thread
      * @param firstValue value for the initial entry of the map
      */
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
            t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); //当前线程的threadLocals引用
    }
    
    /**
      * Construct a new map initially containing (firstKey, firstValue).
      * ThreadLocalMaps are constructed lazily, so we only create
      * one when we have at least one entry to put in it.
      */
    ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
                table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
                int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
                table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
                size = 1;
                setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
    }
    

    将ThreadLocal实例和value值封装成Entry对象。

    调试:


    图片.png 图片.png

    this就是当前对象的ThreadLocal对象,也就是ThreadLocal@609对象。

    图片.png

    以上的结论是自己调试的结果,可能有很多的错误,希望指正。

    根据调试我大概说一下自己的理解,每个线程底层都维护了一个ThreadLocalMap对象,key是根据int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);生成一个i值,每个线程生成的i都一致(比如我们demo中生成的 i是5),value就是我们设置的值,比如说这个demo的张三和李四,然后ThreadLocalMap都保存ThreadLocal的引用。

    get方法的时候直接根据当前的ThreadLocal引用对象,获取当前线程的ThreadLocalMap,然后获得具体的value值。自己画个简单的图。

    图片.png

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