ThreadLocal

ThreadLocal，Thead，ThreadLocalMap 三者之间的关系

• Thread类有一个成员变量 threadLocals
• 每个线程可能存在多个ThreadLocal
• ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的一个内部类，threadLocals保存数据的key是ThreadLocal本身

ThreadLocal的作用

ThreadLocal为每个线程创建一个单独的变量副本，提供了保持对象的方法和避免参数传递的复杂性。

应用场景举例

一个网站进行登录操作，对于每个用户，服务器会为其开一个线程，每个线程中会创建一个ThreadLocal来存用户基本信息等。

在页面跳转时，需要显示或用到用户信息，这样多线程之间由于用户不同其实并没有联系。用ThreadLocal来存当前用户基本信息，当前线程就可以及时获取想要的数据。

原理

ThreadLocal可以看做是一个容器，容器里面存放着属于当前线程的变量。

ThreadLocal类提供了四个对外开放的接口方法，这也是用户操作ThreadLocal类的基本方法：

• void set(Object value)
  设置当前线程的线程局部变量的值。

• public Object get()
  该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。

• public void remove()
  将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收。

• protected Object initialValue()
  返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次，ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。

ThreadLocal类源码：
主要是对ThreadLocalMap的操作

/**
 Returns the value in the current thread's copy of this
 thread-local variable.  If the variable has no value for thecurrent thread, it is first initialized to the value returned by an invocation of the {@link #initialValue} method.
  @return the current thread's value of this thread-local
 */
public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();//当前线程
    ThreadLocalMap map = getMap(t);//获取当前线程对应的ThreadLocalMap
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);//获取对应ThreadLocal的变量值
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();//若当前线程还未创建ThreadLocalMap，则返回调用此方法并在其中调用createMap方法进行创建并返回初始值。
}
//设置变量的值
public void set(T value) {
   Thread t = Thread.currentThread();
   ThreadLocalMap map = getMap(t);
   if (map != null)
       map.set(this, value);//以当前的ThreadLocal做key
   else
       createMap(t, value);
}
private T setInitialValue() {
   T value = initialValue();
   Thread t = Thread.currentThread();
   ThreadLocalMap map = getMap(t);
   if (map != null)
       map.set(this, value);
   else
       createMap(t, value);
   return value;
}
/**
为当前线程创建一个ThreadLocalMap的threadlocals,并将第一个值存入到当前map中
@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);
}
//删除当前线程中ThreadLocalMap对应的ThreadLocal
public void remove() {
       ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
       if (m != null)
           m.remove(this);
}

静态内部类ThreadLocalMap类源码：

static class ThreadLocalMap {
  //map中的每个节点Entry,其键key是当前实例ThreadLocal，并且还是弱引用，这也导致了后续会产生内存泄漏问题的原因。
 static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
           Object value;
           Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
               super(k);
               value = v;
   }
    /**
     * 初始化容量为16，以为对其扩充也必须是2的指数 
     */
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
    /**
     * 真正用于存储线程的每个ThreadLocal的数组，将ThreadLocal和其对应的值包装为一个Entry。
     */
    private Entry[] table;


    ///....其他的方法和操作都和map的类似
}