ThreadLocal使用及原理详解

简介

ThreadLocal是JDK提供的，提供线程本地变量，主要用来存放线程独有变量和解决参数传递问题的。

例子

public static void main(String[] args) {
    
    
        ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();

        for(int i=0;i<3;i++){
    
    
            new Thread(()->{
    
    
                double random = Math.floor(Math.random()*10);
                threadLocal.set(random);
                System.out.println("设置线程"+Thread.currentThread().getName()+",线程变量："+random);
                System.out.println("查看线程"+Thread.currentThread().getName()+",线程变量："+threadLocal.get());
            }).start();
        }
    }

设置线程Thread-2,线程变量：4.0
设置线程Thread-0,线程变量：9.0
设置线程Thread-1,线程变量：5.0
查看线程Thread-0,线程变量：9.0
查看线程Thread-2,线程变量：4.0
查看线程Thread-1,线程变量：5.0

可以看出，每个线程的变量是隔离开的，避免了出现线程不安全的问题，ThreadLocal是如何实现的呢？

原理

ThreadLocalMap

 public class Thread implements Runnable {
    
    
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
 ｝

ThreadLocalMap是真正存储数据的地方，ThreadLocalMap在各个线程中，为线程独有的

set方法

	public void set(T value) {
    
    
		//获取调用者线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //获取调用者线程自有的ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        
        if (map != null)
        	//如果map！=null直接设置值
            map.set(this, value);
        else
        	//创建ThreadLocalMap，并将value存储
            createMap(t, value);
    }
    
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    
    
    	//获取线程的ThreadLocalMap
        return t.threadLocals;
    }
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
    
    
    	//创建ThreadLocalMap，并设置firstValue
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

从set方法中第二行代码ThreadLocalMap map = getMap(t);这段代码是获取当前线程的ThreadLocalMap，然后进行设置值，通过getMap方法可以看出，线程本地变量并不是存储在ThreadLocal，而是存储在各自线程的ThreadLocalMap threadLocals中的，ThreadLocal只是相当于一个工具类，对ThreadLocalMap进行操作而已。

get方法

	public T get() {
    
    
		//获取调用者线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //获取调用者线程自有的ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
    
    
        	//获取到当前ThreadLocal的值
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
    
    
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }
    
    private T setInitialValue() {
    
    
    	//获取默认值（null），也可以重写该方法
        T value = initialValue();
        //获取调用者线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //获取调用者线程自有的ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
        	//设置为空
            map.set(this, value);
        else
        	//创建一个ThreadLocalMap,赋值为空
            createMap(t, value);
        return value;
    }

get方法是获取当前线程的ThreadLocalMap，然后通过将ThreadLocal当做key，从ThreadLocalMap中获取到相应的Entry，Entry里包含了key和value，最后将value返回，如果没有key的值，就会调用setInitialValue方法，setInitialValue方法会初始化一个默认值，默认值是null，也可以重写initialValue，获得自己想要的默认值，如果没有创建ThreadLocalMap，则创建，然后返回默认值

remove方法

	public void remove() {
    
    
	     //获取调用者线程自有的ThreadLocalMap
         ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         if (m != null)
             //删除ThreadLocalMap中key为当前ThreadLocal的数据
             m.remove(this);
    }

remove方法十分简单，就是删除ThreadLocalMap中key为当前ThreadLocal的数据

总结

通过看源码，可以得出

1. ThreadLcoal只是一个用来操作ThreadLocalMap的一个工具类和充当ThreadLocalMap的key。
2. ThreadLocalMap是真正存储数据的，但是ThreadLocalMap是存储在每个线程中的。
3. 每个线程都有各自的ThreadLocalMap，这也是实现线程隔离的根本原因。