ThreadLocal源码分析与实践
ThreadLocal是什么?
ThreadLocal是一个线程内部存储类,提供线程内部存储功能,在一个ThreadLocal对象中,每一个线程都存储各自独立的数据,互不干扰
示例如下:
public class ThreadLocalTest { @Test
public void test() throws InterruptedException {
ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
Thread thread1 = new Thread(new MyTask(threadLocal, 10));
Thread thread2 = new Thread(new MyTask(threadLocal, 100));
thread1.start();
thread2.start();
thread1.join();
thread2.join();
} } class MyTask implements Runnable { private ThreadLocal<Integer> threadLocal;
private int value; public MyTask(ThreadLocal<Integer> threadLocal, int value) {
this.threadLocal = threadLocal;
this.value = value;
} @Override
public void run() {
threadLocal.set(++value);
System.out.println(threadLocal.get());
}
}
源码分析
get()方法
public T get() {
// ThreadLocalMap是ThreadLocal中的一个类内部类,而每一个Thread实例都拥有一个ThreadLocalMap实例变量用来存储线程的内部数据
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取线程实例变量ThreadLocalMap
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 如果map!=null则表示Thread中的ThreadLocalMap之前已经实例过
if (map != null) {
// ThreadLocalMap实例中有数组实例Entry[] table用于存储真正的数据,key为ThreadLocal,value为存储的值,所以一个线程可以同时维护多个ThreadLocal
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// 初始化ThreadLocalMap实例
return setInitialValue();
}
// getMap就是获取当前线程下的ThreadLocalMap实例
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
// 根据ThreadLocal获取对应的value
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
// 内部存储为数组形式,通过就算key的hashCode进而确认索引位置
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
Entry e = table[i];
if (e != null && e.get() == key)
return e;
else
return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}
// 如果map为null,则初始化ThreadLocalMap
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;
}
真实数据是存储在Thread对象的ThreadLocalMap实例中,所以每个线程都维护自己的内部数据,当有多个ThreadLocal时,每个ThreadLocal根据hashCode匹配到一个索引存储
set()方法
public void set(T value)
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
} private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) { // We don't use a fast path as with get() because it is at
// least as common to use set() to create new entries as
// it is to replace existing ones, in which case, a fast
// path would fail more often than not. Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
// 计算索引值
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
// ThreadLocalMap使用线性探测法来解决哈希冲突,假设计算后的i为10,该位置k不为null且与key不相等,则匹配索引为11的位置,一直重复下去直到可以插入为止
// 当然这里不会出现走了一个循环还没有空位置可以插入
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
// 将新设置的值替换旧值
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
// 该位置没被占用,则存入新的值
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
// 查到为空的位置插入数据
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
// 判断是否需要扩容
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
应用实例:
当使用spring框架支持数据库事务时,需要将获取的数据库连接与当前线程绑定在一起,这时应用的就是ThreadLocal保存线程内部数据的特性,多次操作数据库使用的都是同个连接,这样才能保证事务的完成。
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