聊聊ThreadLocal原理以及使用场景-JAVA 8源码

  相信很多人知道ThreadLocal是针对每个线程的,但是其中的原理相信大家不是很清楚,那咱们就一块看一下源码。

  首先,我们先看看它的set方法。非常简单,从当前Thread中获取map。那么这个getMap方法是什么样的呢?咱们继续看。

/**
* Sets the current thread's copy of this thread-local variable
* to the specified value. Most subclasses will have no need to
* override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
* method to set the values of thread-locals.
*
* @param value the value to be stored in the current thread's copy of
* this thread-local.
*/
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}

  从当前线程中去获取单钱线程的threadLocals. 继续跟进t.threadLocals。

 /**
     * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
     * InheritableThreadLocal.
     *
     * @param  t the current thread
     * @return the map
     */
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

这个threadLocals定义在Thread里边,也就是每个线程里边维护者自己的threadLocals,这样使得每个线程之间独立了。思路再次回头上边的set方法上,如果map不为null, 那么重新进行set操作,如果为空,则需要创建这个ThreadLocalMap。咱们看如何进行的创建。

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

以下为创建的过程,在ThreadLocalMap中有一个静态内部类,静态内部类和普通的类是一样的,静态属性和方法和静态内部类不一样,这一点大家要注意。首先根据当前的ThreadLocal的实例获取当前的hashCode然后再与(初始容量-1)结果为7,Entry是ThreadLocalMap的静态内部类,类型为弱引用,也就是说,如果里边的key为null时,该value就是过期的value, 后续将会被擦除。

/**
* Create the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
* InheritableThreadLocal.
*
* @param t the current thread
* @param firstValue value for the initial entry of the map
*/
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}


/**
* Construct a new map initially containing (firstKey, firstValue). * ThreadLocalMaps are constructed lazily, so we only create * one when we have at least one entry to put in it. */ 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); } /** * The entries in this hash map extend WeakReference, using * its main ref field as the key (which is always a * ThreadLocal object). Note that null keys (i.e. entry.get() * == null) mean that the key is no longer referenced, so the * entry can be expunged from table. Such entries are referred to * as "stale entries" in the code that follows. */ static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value; Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { super(k); value = v; } }

  刚才是如果map为空的时候,重新创建了一个ThreadLocalMap赋值给了当前的Thread, 如果当前thread的map不为空时,那么就需要获取当前的threadLocalMap,然后重新将值set上。

  这块是它的set方法,那么咱们看一个下get方法,获取当前的thread,并且从thread中获取threadLocalMap,然后取出其中的value,如果没有找到这个map的话,初始化一个key为ThreadLocal的实例放入到当前的thread中的ThreadLocalMap中,并且将value设置为null。最后将null返回给get方法。

 /**
     * Returns the value in the current thread's copy of this
     * thread-local variable.  If the variable has no value for the
     * current thread, it is first initialized to the value returned
     * by an invocation of the {@link #initialValue} method.
     *
     * @return the current thread's value of this thread-local
     */
    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }

  这块内容大致的方法基本上就是这么多,那么我们在什么场景下使用呢?

  一般在web应用中context可以使用。比如SimpleDateFormat是非线程安全的,那么我们就可以借助这个类去进行处理,为了显示不同的格式。我自己写了一个例子如下:

package com.hqs;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * Created by huangqingshi on 2018/1/14.
 */
public class ThreadLocalExample {
    //SimpleDateFormat 不是线程安全的
    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>(){
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat();
        }
    };


    public static void main(String[] args) {
        SimpleDateFormat sdf = threadLocal.get();
        sdf.applyPattern("yy/MM/dd");
        System.out.println(sdf.format(new Date()));
        sdf.applyPattern("MM/dd/yyyy");
        System.out.println(sdf.format(new Date()));
    }

}

18/01/14
01/14/2018

Process finished with exit code 0

  使用这个ThreadLocal的时候,需要注意一些内容:

  如果定义一些大量的线程变量的,可能会出现不能创建线程的异常,因为一些web server针对线程会定义线程池,当使用ThreadLocal创建了很多线程,处理的时间比较久,那么这些线程不会释放,结果会导致栈溢出,程序没有响应。此时需要注意使用的时候,尽可能让当前线程处理完成。

  还有可能会因此出现Perm溢出,比如ThreadLocal里边装入了一些静态的类,那么静态的类初始化的时候会在永久代,而且不会释放,那么创建对象的数量增多的话会导致线程出现这总异常,那么我们在这种情况下需要进行remove操作。如果ThreadLocal里边放入了一些基本类型话不会出现这种情况。

  还有一种情况就是如果线程中的对象需要进行数据共享的话需要将ThreadLocal设置为静态变量。

  好了,针对这块内容的分析和整理就这么多了,如果大家有什么问题的话,请告知~  谢谢。

    原文作者:黄青石
    原文地址: http://www.cnblogs.com/huangqingshi/p/8284437.html
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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