ThreadLocal类的介绍

前言

变量值的共享可以使用public static变量的形式，所有的线程都使用同一个public static变量。如果想实现每一个线程都有自己的共享变量的话，JDK中提供的类ThreadLocal正是为了解决这样的问题提供的。
类ThreadLocal主要解决的就是每个线程绑定自己的值，我们可以把ThreadLcoal当作一个全局存放数据的黑匣子，它可以存储每个线程的私有数据。

源码分析

二话不说，直接贴出ThreadLocal类源码

/**
  * ThreadLocal 提供了线程本地的实例。
  * 它与普通变量的区别在于，每个使用该变量的线程都会初始化一个完全独立的实例副本。
  * ThreadLocal 变量通常被private static修饰。
  * 当一个线程结束时，它所使用的所有 ThreadLocal 相对的实例副本都可被回收。
  */
public class ThreadLocal<T> {
    // 创建一个 threadlocal 变量
    public ThreadLocal() {
    }
    // 返回当前线程thread-local的变量值，如果没有写入值，则调用setInitivalValue()函数
    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }
    // 向thread-local中设置指定的值value.
    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value); // 如果不存在map，就为当前线程创建一个
    }
    // 使用initialValue来构建value值，在不有重写initivalValue方法前，
    // value的值为null
    private T setInitialValue() {
        T value = initialValue(); // 默认值为 null
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }
    // 删除存储的变量
    public void remove() {
         ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         if (m != null)
             m.remove(this);
     }
    // 从Thread中获取ThreadLocalMap对象
     ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
     }
    // 创建ThreadLocalMap对象并将其存放到线程的threadLocals属性中
     void createMap(Thread t, T firstValue) {
         t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
     }
}

Thread.java类中相关的属性信息

public class Thread implements Runnable {
  // ...    其他代码
  // ...
  // 与此线程相关的ThreadLocal值。这个映射由ThreadLocal类维护
  ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
  // ...    其他代码
  // ...
}

从ThreadLocal.java和Thread.java二个类的源代码中我们发现，每个类中都维护着自己的ThreadLocalMap对象。
居然ThreadLocalMap对象有着这么重要作用，那我们就扒一扒看下吧~~

ThreadLocalMap

ThreadLocalMap是ThreadLocal的一个内部类。
ThreadLocalMap是一个定制的哈希映射，它只适合维护线程本地值。在ThreadLocal类之外不导出任何操作。
具这个类是包私有的，即只能被当前包路径java.lang下的类使用。为了处理非常大且长期使用，哈希表对键使用WeakReference（弱引用）。由于没有使用引用队列，因此只有在哈希表空间耗尽时，才保证删除过时的条目。

类关系图

静态Entry类

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
          /** The value associated with this ThreadLocal. */
        Object value;

        Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
        }
}

从Entry的定义来看，对ThreadLocal的引用为弱引用，所以当线程销毁时，ThreadLocal被回收的同时，ThreadLocal所对应的线程独享的数据也会被回收掉。
有兴趣的同学可以深入看一下WeakReference的具体实现操作