Java高并发6-ThreadLocal内部各种方法实现原理

一、复习

• 上下文切换的时机：（1）线程中断的时候；（2）线程使用完时间片处于就绪状态的时候
• 形成死锁的四个条件：（1）互斥条件；（2）请求并持有条件；（3）不可剥夺条件；（4）环路等待条件
• 根据操作系统原理，目前只能破除（2）和（4）
• 守护线程，格式：线程实例.setDaemon(true)
• ThreadLocal每一个线程都会copy一份

二、ThreadLocal实现原理

1.首先看一下Thread类

• Thread类中有两个成员变量
• ThreadLocalMap threadLocals
• ThreadLocalMap inheritableThreadLocals

2.然后再看一下TheadLocal类中的成员方法

• void set(T value)
• T get()
• ThreadLocalMap getMap(Thread t)
• void remove()
• T setInitialValue()
• void createMap(Thread t,T value)

3.ThreadLocalMap

• 可以理解为这是一个定制的HashMap
• 我们看到Thread里面的成员变量threadLocals,其实内部存储的就是ThreadLocal的内容，ThreadLocal其实是一个工具壳，也就是说为什么会在每一个线程都有个ThreadLocal的副本，我们就解释通了，因为它是Thread的自有成员变量
• 我们看一下ThreadLocal中set()方法的实现

 ThreadLocalMap threadLocals;
 ThreadLocalMap inheritableThreadLocals;
  
 public void set(T value) {
  Thread t = Thread.currentThread();//首先获取进程本身
  //首先获取成员变量
  ThreadLocalMap map = get(t);
  if(map != null) {
   map.set(this,value);
  }else {
   createMap(t,value);
  }
  
  
 }
 
 ThreadLocalMap get(Thread t) {
  return t.threadLocals;
 }
 
 void createMap(Thread t,T value) {
  //key是this,这就说明，只能是这个ThreadLocal实例作为唯一key，这也保证了，所有线程的本地
  //变量threadLocals的key是一致，保证了数据一致，如果用Thread实例做key，那就肯定不一样了，
  //因为每个Thread的实例不一样。
  threadLocals = new ThreadLocalMap(this,value);
 }
 

• 总结：线程里面放一个map，然后ThreadLocal实例做key，set()方法里面放一个T value，那么就可以达到放副本了，用ThreadLocal实例做key,可以保证不同线程用的value一样。

4.get()方法

 public T get() {
  Thread t = Thread.currentThread();//和set方法一样先获取本线程 
  ThreadLocalMap map = getMap(t);
  if(map != null) {
   ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
   if(e!=null) {
    
    T result = (T)e.value();
    return result;
   }
  }
  return setInitialValue();
 }
 
 private T setInitialValue() {  
  T value = initialValue();
  
  //下面的代码和set一样，只不过我们只是提前设置了null为value
  Thread t = Thread.currentThread();
  ThreadLocalMap  map = getMap(t);
  if(map != null) {
   map.set(this,value);
  }else {
   createMap(t,value);
   
  }
  return value;
 }
 
 protected T initialValue() {
  return null;
 }
}

5. remove方法

 public void remove() {
  ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());  
  if(m != null) {
   m.remove(this);
  }
 }

• 总结：在每一个线程内部都有一个ThreadLocal变量，该变量的类型是HashMap,其中key就是我们的ThreadLocal实例，value就是调用set方法内部传参的类型。每个线程的本地变量都会存在自己的threadLocal中，如果当前线程一直不消亡，那么这些变量就会一直存在，因此我们应该使用完线程之后，及时调用remove，删除这个多余的变量。否则会造成内存溢出。

三、源码：

• 所在包：com.ruigege.ThreadFoundation1
• https://github.com/ruigege66/ConcurrentJava
• CSDN：https://blog.csdn.net/weixin_44630050
• 博客园：https://www.cnblogs.com/ruigege0000/
• 欢迎关注微信公众号：傅里叶变换，个人账号，仅用于技术交流