android Handler机制之ThreadLocal详解

概述

我们在谈Handler机制的时候，其实也就是谈Handler、Message、Looper、MessageQueue之间的关系，对于其工作原理我们不做详解（Handler机制详解）。

• Message:Handler发送、接收和处理的消息对象
• Looper:每个线程只能拥有一个Looper.它的looper()方法负责循环读取MessageQueue中的消息并将读取到的消息交给发送该消息的handler进行处理。
• MessageQueue:消息队列,它采用先进先出的方式来管理Message。程序在创建Looper对象时,会在它的构造器中创建MessageQueue。

Handler类简析

Handler类的主要作用有两个:在新启动的线程中发送消息；在主线程中获取和处理消息。

而要完整的理解Handler机制，对于Looper的底层存储和轮询机制是必须了解的，看过了其实就很简单，今天就专门讲这个。

ThreadLocal详解

为了方便大家理解，我们直接看源码：

public class ThreadLocal<T> {
 .....
}

这里可以看出threadlocal是一个范型类，这标志着threadlocal可以存储所有数据，作为存储数据来说，我们首先想到的是会对外提供set(),get(),remove(),等方法。

set()方法：

 /**
     * Sets the value of this variable for the current thread. If set to
     * {@code null}, the value will be set to null and the underlying entry will
     * still be present.
     *
     * @param value the new value of the variable for the caller thread.
     */
    public void set(T value) {
        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        Values values = values(currentThread);
        if (values == null) {
            values = initializeValues(currentThread);
        }
        values.put(this, value);
    }

从源码可以看出，首先获取当前线程，然后调用values方法，我们来看下values方法：

/**
     * Gets Values instance for this thread and variable type.
     */
    Values values(Thread current) {
        return current.localValues;
    }

该方法是返回当前线程的一个存储实类，那ThreadLocal又是什么呢？上面说过 ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类，通过它可以在指定的线程中存储数据，数据存储以后，只有在指定线程中可以获取到存储的数据。

我们来看几个ThreadLocal方法，先回到set方法，得到values的实类以后会来一个判断，为null调用initializeValues(currentThread)

 Values initializeValues(Thread current) {
        return current.localValues = new Values();
    }

接下来调用value的put方法，我们想到的应该是往里面插值，也就是我们说的put()。

 void put(ThreadLocal<?> key, Object value) {
            cleanUp();

            // Keep track of first tombstone. That's where we want to go back
            // and add an entry if necessary.
            int firstTombstone = -1;

            for (int index = key.hash & mask;; index = next(index)) {
                Object k = table[index];

                if (k == key.reference) {
                    // Replace existing entry.
                    table[index + 1] = value;
                    return;
                }

                if (k == null) {
                    if (firstTombstone == -1) {
                        // Fill in null slot.
                        table[index] = key.reference;
                        table[index + 1] = value;
                        size++;
                        return;
                    }

                    // Go back and replace first tombstone.
                    table[firstTombstone] = key.reference;
                    table[firstTombstone + 1] = value;
                    tombstones--;
                    size++;
                    return;
                }

                // Remember first tombstone.
                if (firstTombstone == -1 && k == TOMBSTONE) {
                    firstTombstone = index;
                }
            }
        }

从源码可以看出，把values的值传入到一个table数组的key.reference的下一个下标中，至此，我们了解了Threadlocal的存值过程，首先会获取当前线程，根据当前线程获取Values存储类，该存储类在该线程是单例的，在调用values存储类中的put方法，最终将存储的内容存储到Values内部类的table数组下标为key.reference中 。

接下来我们来看一下取值的方法：

  public T get() {
        // Optimized for the fast path.
        Thread currentThread = Thread.currentThread();
        Values values = values(currentThread);
        if (values != null) {
            Object[] table = values.table;
            int index = hash & values.mask;
            if (this.reference == table[index]) {
                return (T) table[index + 1];
            }
        } else {
            values = initializeValues(currentThread);
        }

        return (T) values.getAfterMiss(this);
    }

ThreadLocal的get方法的逻辑也比较清晰，它同样是取出当前线程的localValues对象，如果这个对象为null那么就返回初始值，初始值由ThreadLocal的initialValue方法来描述。

  protected T initialValue() {
        return null;
    }

如果localValues对象不为null，那就取出它的table数组并找出ThreadLocal的reference对象在table数组中的位置，然后table数组中的下一个位置所存储的数据就是ThreadLocal的值。

接着我们再来看一下remove的方法实现：

 void remove(ThreadLocal<?> key) {
            cleanUp();

            for (int index = key.hash & mask;; index = next(index)) {
                Object reference = table[index];

                if (reference == key.reference) {
                    // Success!
                    table[index] = TOMBSTONE;
                    table[index + 1] = null;
                    tombstones++;
                    size--;
                    return;
                }

                if (reference == null) {
                    // No entry found.
                    return;
                }
            }
        }

到此我们就完全明白了ThreadLocal的存取原理了：通过ThreadLocal的set和get方法可以看出，它们所操作的对象都是当前线程的localValues对象的table数组，因此在不同线程中访问同一个ThreadLocal的set和get方法，它们对ThreadLocal所做的读写操作仅限于各自线程的内部，这就是为什么ThreadLocal可以在多个线程中互不干扰地存储和修改数据。