目录:
1.什么是ThreadLocal
2.ThreadLocal的使用
3.ThreadLocal原理
5.面试与总结
1.什么是ThreadLocal?
ThreadLocal被称为线程本地变量,有些其它地方叫做线程本地存储,ThreadLocal可以让每个线程拥有一个属于自己数据副本,并且不会和其它线程的数据副本产生冲突,这也就是我们经常听到的线程数据隔离。它最主要的目的是防止线程操作同一个变量时,产生冲突。
2.ThreadLocal的使用
其实我们平常想要实现数据有一个隔离作用的话会想到用map,它的实现就是key-value的机制,它可以让我们实现和ThreadLocal相同的作用,那么我们线程为什么不用map,而用ThreadLocal呢?所以有了以下分析,首先我们先手写一个用map和ThreadLocal存取数据的案例。
map存取数据:
我们自定义了一个MyThreadLocal类,里面有一个容器map,它是以当前线程为key,以传进来的值为value,进行存进操作,然后再创建3个线程,并用我们实例化的MyThreadLocal存值,最后打印结果为:
看这个打印结果是我们想要的,一一对应了。然后我们用jdk提供的ThreadLocal 进行操作如下:其它代码不变,
直接实例化jdk中的ThreadLocal,继续打印结果:
从这里可以看出,实现的效果是一样的(也可以说结果是完全一样的),那为什么jdk不直接用map,而是采用新增了一个Threadlocal进行数据隔离呢?
使用map会出现的问题:我们思考一下,假如多个线程操作一个大map,那么多个线程去抢有map的存取权,它们之间肯定存在一个激烈的竞争。虽然我们对外面(用户)暴露的确实每个线程是有一个自己的数据副本,但是在我们的内部实现上会产生一个激烈的竞争。在这里画个图理解一下:
在这里解释一下,我们把上述圆环比做一个一个人,大矩形比做一个盛碗的大箩筐,大箩筐里是一个个小碗,当一群人去吃饭时,都去激烈的竞争一个大箩筐使用权,因为大箩筐有属于自己的吃饭工具(碗),所以这样很不友好,就必须改变这种现象......
3.ThreadLocal原理:
原理就必须看源码了,首先,从先前例子上看ThreadLocal 有一个set() 和get() 方法:
方法作用就是设置值和取出值,我们从set开始看,点进去,有如下代码:
(不管是set() 操作还是get() 操作都是在ThreadLocal类里进行操作的)
从这里我们可以看到,第200行代码,是获取当前线程的实例,从哪个线程进行set操作,就是获取哪个线程的实例,接着看201行会调用一个getMap(t),传进去一个线程t,我们进入getMa p()方法看有如下代码:
在这里只有两行代码,其实很简单,就是获取当前线程的一个ThreadLocalMap类,
接下来我们找到ThreadLocal中的 ThreadLocalMap类中:
我们看划红线的地方,可以看到ThreadLocalMap中放了一个Entry[] 数组,在Entry类中,我们可以看到,Entry的构造方法,有一个以ThreadLocal为key,object为value的一个数据,至此,我们理一下流程:
它是一层包着一层的:
我们看get()方法
第161行当然是先获取当前线程的ThreadLocalMap 类,在第163行可以看到,是以当前ThreadLocal 的实例为key(因为不管是set方法还是get方法都是在ThreadLocal方法中进行的,this就是代表当前ThreadLocal对象),去获取一个Entry,最后再获取值的。进入getEntry中看:
可以看到先计算一下下标,随后再从数组中根据下标提取一个Entry值。再返回出去。
至此,我们的ThreadLocal原理分析的差不多了,可能会遗漏些或者哪里可能表达的不够清楚,希望看官们多多提意见。
4.面试与总结
目前看,基本上谈到多线程的问题,一般都会问到ThreadLocal 的原理,ThreadLocal处理的实在是很巧妙,我们可以直接这样理解,它内部直接将一个ThreadLocalMap挂到了当前的线程中,而这个map只属于当前的线程,所以很好的实现了线程隔离。
很多时候,看源码真的会提高自己的水平,因为源码的思维总是会给你眼前一亮,不要害怕看源码,因为看多了,自然就懂的怎么去看了,有时候还得借鉴源码的实现手法,这也是提高自己的一种手段。这就是源码之美吧。
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