ThreadLocal 源码分析

public static void main(String[] args) {
    ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
    threadLocal.set(999);
    // 模拟3个线程
    for (int i=0; i<3; i++) {
        new Thread(()-> {
            for (int j = 0; j<2000; j++) {
                if (null==threadLocal.get()) {
                    threadLocal.set(1);
                } else {
                    threadLocal.set(threadLocal.get()+1);
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " +  threadLocal.get());
        }).start();
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " +  threadLocal.get());
}

输出结果：

main 999
Thread-0 2000
Thread-1 2000
Thread-2 2000

上述示例说明：线程与线程之间相互隔离，且线程安全。ThreadLocal作用域为当前线程

// set方法一般都是set(key, value)，因为ThreadLocalMap使用了当前线程作为key，所以省略了，get()方法也一样。
public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
}

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;		// 这个变量在Thread类中，ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

首次在调用 set方法时，会执行createMap，在createMap方法中又会创建一个ThreadLocalMap对象，我们再来看一下ThreadLocalMap这个构造方法

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
    table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
    int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
    table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
    size = 1;
    setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

通过构造方法，我们可以看出ThreadLocal底层使用的就是HashMap结构

static class ThreadLocalMap {
	static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
        Object value;
        Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
            super(k);
            value = v;
        }        
    }
    
    private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
    private Entry[] table;
    
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    WeakHashMap<String, String> weakMap = new WeakHashMap<String, String>();
    String key = new String("1");
    String key2 = "2";
    weakMap.put(key, "test");
    weakMap.put(key2, "test2");
    System.out.println(weakMap);			// {1=test, 2=test2}

    key = null;		
    key2 = null;	// 不会被回收
    System.gc();
    System.out.println(weakMap);			// {2=test2}
}

我们可以看出WeakHashMap针对key作了回收，而在整个map中并没有真正的回收此对象。在ThreadLocal中，它使用当前线程作为key的，如果线程生命周期结束后，即这个key以及对就的value都应该被GC掉

• ThreadLocal使用场合主要解决多线程中数据因并发产生不一致问题。ThreadLocal为每个线程的中并发访问的数据提供一个副本，通过访问副本来运行业务，这样的结果是耗费了内存，但大大减少了线程同步所带来性能消耗，也减少了线程并发控制的复杂度。
• ThreadLocal不能使用原子类型，只能使用Object类型。ThreadLocal的使用比Synchronized要简单得多。
• ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。但是ThreadLocal与Synchronized有本质的区 别。Synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本， 使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。
• Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。