Java ThreadLocal源码解析: Thread和ThreadLocal

傷城~ 2022-05-09 03:20 311阅读 0赞

之前对TreadLocal有所理解，对原理也有所了解，但一直不深入，重新整理，希望借以加深理解和印象。

在Jdk1.8中，ThreadLocal相关代码主要分为三部分：

*  Thread，其中Thread中保存对ThreadLocal.ThreadLocalMap的引用，作为Thread类的default属性；
 *  ThreadLocal，类似于线程中的T和readLocal.ThreadLocalMap的管理类，提供获取、设置、删除等管理方法；
 *  ThreadLocal.ThreadLocalMap.ThreadLocal，是ThreadLocal的静态内部内，底层数组结构的维护类，包含扩容、获取等功能，是ThreadLocal的底层核心实现。

**1. Thread类**

/* 本现场的ThreadLocal. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
    
    /*
     *  继承自父类来的ThreadLocal.
     */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

通过Thread的构造函数可知默认情况下，inheritableThreadLocals会通过父类的threadLocal初始化，除非特别指明不继承父类的threadLocal。

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                          long stackSize, AccessControlContext acc,
                          boolean inheritThreadLocals) {
                          …… ……
                        // 如果指明要继承，并且父线程的threadLocal不为空
    			        if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)  
    			            // 通过ThreadLocal创建inheritableThreadLocals 
    			            this.inheritableThreadLocals =
    			                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
    			        /* Stash the specified stack size in case the VM cares */
    			        this.stackSize = stackSize;			        
    					  …… ……
    }

小结：每个线程中都有两个属性，即两个ThreadLocalMap，其中一个为线程自己的，一个是初始化线程时，从父线程中的拿来创建的，默认如果父线程有threadLocal，子线程会继承父线程的threadLocal.

**2. ThreadLocal类**

前文中所说的，ThreadLocal类类似于ThreadLocalMap管理端。ThreadLocal中主要属性和方法如下图：  
![在这里插入图片描述][70]  
以下是ThreadLocal中核心方法分析：

// 使用线性探测法进行map的扩容
        private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
    
        /**
         * 静态全局的存储下一个hash码
         */
        private static AtomicInteger nextHashCode =
            new AtomicInteger();
    
        /**
         * hashCode增量
         */
        private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
        
        // 下一个hashCode增加增量
        private static int nextHashCode() {
        	return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
       }
       
       /* 重要逻辑，当线程1调用ThreadLocal的get()方法时，首先拿到线程1的threadLocals属性，
         * 如果不为空,  通过以当前ThreadLocal为key值获取ThreadLocal中存放的值。这里有点绕，
         * 实际相当于，在执行ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>();后，通
         * 过get()方法，将拿到线程1中threadLocals通过get()方法以threadLocal为key值的设置的值。
         * /
       public T get() {
            Thread t = Thread.currentThread();  //获取当前线程
            ThreadLocalMap map = getMap(t);  //获取当前线程的ThreadLocalMap, 即那个属性
            if (map != null) {     // 如果当前线程存在ThreadLocal
                ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);   // ThreadLocalMap中以ThreadLocal为key，获取ThreadLocalMap中存放的值
                if (e != null) {
                    @SuppressWarnings("unchecked")
                    T result = (T)e.value;  // 转化为正确格式，泛型
                    return result;
                }
            }
            return setInitialValue();
      }
    
       /*
        *  setInitialValue和set(T value)内部逻辑类似，只是一个传了初始值，一个没有，如果没传初始值，则为null
        */
       private T setInitialValue() {
            T value = initialValue();
            Thread t = Thread.currentThread();  // 获取当前线程
            ThreadLocalMap map = getMap(t);   // 拿到当前线程的threadLocals，
            if (map != null)
                map.set(this, value);   // 在threadLocalMap中设置key为当前ThreadLocal, value为value的值
            else
                createMap(t, value);  // 创建一个ThreadLocalMap，并把引用赋值给当前线程的threadLocals
            return value;
        }
    
        public void set(T value) {
            Thread t = Thread.currentThread();
            ThreadLocalMap map = getMap(t);
            if (map != null)
                map.set(this, value);
            else
                createMap(t, value);
        }
    
      void createMap(Thread t, T firstValue) {
            t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);  //为当前线程创建一个threadMap
        }
        static ThreadLocalMap createInheritedMap(ThreadLocalMap parentMap) {  //这是个静态方法，在Thread中调用，即如果要继承父类的threadLocal，将通过这个房间创建
            return new ThreadLocalMap(parentMap);
        }

总结：重要的是ThreadLocal中的get和set方法，get方法将最终拿到当前线程的threadLocals，这是一个map，在set的时候以ThreadLocal为key值，实际上是以ThreadLocal的threadLocalHashCode为key值。

[70]: /images/20220509/b8d01eeb1f5147f4a7090f371176a75b.png