ThreadLocal源码分析

ThreadLocal

是什么？

首先，我们从名字上来看就是线程本地的意思，可以想到在ThreadLocal内的都是独属于线程本身。实际也是如此，ThreadLocal对象可以提供线程局部变量，ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，每个线程可以访问自己内部的副本变量。这也意味着多个线程之间互不干扰。

怎么用？

一般而言，看一个对象先从构造方法开始，但是ThreadLocal的构造方法为空实现。

我们看下真正使用它的Looper类

static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();

所以其重点应该在于其他的方法上，我们不难发现，既然是储存变量，那么重点就该是查询、增加、删除的方法，分别对应着：get(),set(),remove()方法。

get()方法

注释其实解释的很明白，获取线程局部变量的当前线程的拷贝。如果不存在，则进行初始化。

• 首先，获取当前线程，根据当前线程获取Map（ThreadLocal重点，真正存储变量的地方）
• 如果不为空，则继续查询，是否有对应的实体，如果存在则放回。
• 如果map为空，或者entry为空时，则调用setInitialValue()方法。

接着看下setInitialValue()方法

initialValue()方法是子类重写的方法（），设置线程局部变量的初始值。如果我们不想让线程局部变量的返回值为null(即第一次访问时)，就需要重写该方法，用以给线程局部变量添加初始值。

当map为空时，则将初始化Map，并将其设置为第一个Entry。如果是Entry为空，则设置Entry。

以下是创建map的方法：

我们发现创建方法是在Thread类里设置一个全局Map变量。并将当前的这个ThreadLocal对象设置为初始值。

不难发现ThreadLocal仅仅表示变量，而ThreadLocalMap才是真正储存变量的容器，这个我们后文再详细解释。

set()方法

相较于get()方法，set()朴实了很多，毕竟只要往里面放就可以了。如果map不为空，则直接设置。如果为空，则创建一个Map。

remove() 方法

remove方法直接使用了ThreadMap的remove方法，ThreadLocal工具人实锤了。

其实这个ThreadLocalMap类都是延时创建的，当我们第一次调用set或者get方法时才会创建。那我们来看看这个最重要的ThreadLocalMap类吧。

ThreadLocalMap

在看这个类源码之前，我们得看一个问题，就是为什么要费劲新建一个容器呢？用原先的容器类，不行吗？

为什么不用HashMap，而是新建一个类呢？

我们不难发现

• 一、可以定制key的类型，为ThreadLocal类型，且为弱引用是不影响对象被回收的，而HashMap的是强引用
• 二、在 写数据 和 查数据的时候 ThreadLocalMap会有清理过期数据的功能。（提供解决内存泄漏的一个策略，但不是完全解决）
• 三、为了清理过期数据，解决hash冲突的方法，从拉链法，改成了线性开发定址法。
• 四、为了适应hash冲突解决方法的改变，使数据分布更加均匀，ThreadLocalMap重写了hash算法。使用魔数叠加的hash，可以保证hash的分布均匀。 比如一个长度为16的数组，可能分配到[0],[4]，[8],[12]的。

基础信息

• 初始容量：16（为什么一定要是2的倍数，与hashMap的原因类似，一是便于hash的存储，位运算速率会比快，二是有利于扩容）
• 扩容阈值：2/3
• hash算法：魔数叠加
• Entry类型：弱应用 key，正常引用value

resize方法

当扩容达到阈值之后，会触发rehash方法，先清除一轮过期数据，如果清理数据后，数据容量为阈值的3/4,则开启resize方法。

resize方法，新建一个数组，将旧数组的重新rehash之后，一一放入后，最后更新引用。并重新计算阈值

get方法

• 先根据hash与长度按位与找到合适位置，如果这个位置不是，说明发生hash冲突或者不存在，所以需要向后寻找。

• 现在就分为两种情况

  • 碰到正常数据，则搜索下一个

  • 碰到null，则开始探测式清理过期逻辑。（这个算是这个类的重要的一个功能）简要的介绍一下流程

    • 开始向后迭代，遇到想要的值就放回。否则遇到正常数据时，判断是否处于正确位置，如果是，则不处理，如果不是，则rehash，重新定位（因为之前可能清理出一部分空slot），所以重新rehash后的index理论上会更接近应该处在的index（或者直接处于正确位置）。遇到key=null时，会将当前位置置为空。一直迭代到slot为空时，结束。

set方法（理解不够透彻）

• 正常情况，无冲突且为null，就直接添加。
• 不为null，也分为两种情况，先碰到可key一致的数据，那么替换返回直接，然后就是抵达过期数据了（其实也就是null），就向后进行查找，如果碰到一个key一致的slot，先更新，然后在于当前的这个slot进行替换，如果一直都没有碰到相同的key，那么直接在当前的这个slot生成这个数据。
• 然后判断是否要扩容。

与之前版本的区别

在之前的版本中ThreadLocal是维护了一个大Map，Map以Thread为key，分别给每个变量赋值。缺点就是，如果线程过多，会造成Map很大，且不利于GC，现在而言由于是每个线程自己拥有自己的一块map，所以更容易维护与管理。