ThreadLocal浅析

2017-07-27

1. ThreadLocal介绍

ThreadLocal提供了线程局部变量，每个线程都有各自独立的局部变量，其他线程无法访问得到，这就隔离多个线程之间的资源共享问题，也不会出现线程安全问题，而一般应用是在数据库连接，或者session等地方。

1.1 应用：数据库连接
操作数据库连接时，有getConnection和closeConnection，要是多线程操作的话，有一个线程getConnection后还未操作时，就被另一个线程closeConnection了，就会出现问题，的确是可以用锁将这获取连接和关闭连接给锁起来，就不会出现这种情况，可是这样导致每次只能有一个线程在操作数据库，极大降低了效率，所以采用ThreadLocal的方式将Connection设置成每个线程的局部变量，就能满足需求了。

1.2 应用：保持用户登录状态

在用户登录后，通过一个Holder类来保存用户的信息，而此时这个用户信息是需要独立于其他线程的，其他用户登录却不能访问到各自的信息，所以此时就在Holder类内部维护一个ThreadLocal类型的变量。

public class Holder {
    //每个线程只能操作自己的变量
    private static ThreadLocal<User> users  = new ThreadLocal<User>();
    public User getUser(){
        return users.get();
    }
    public void setUser(User user){
        users.set(user);
    }
    public void clear(){
        users.remove();
    }
}

2. ThreadLocal原理

ThreadLocal是通过其内的内部类ThreadLocalMap来保证每个线程都有独有的变量，互相访问不了，可以当做是局部变量，外界访问不了，每个线程都有各自独有的ThreadLocalMap，map里面放置变量。
①ThreadLocal对象：定义ThreadLocalMap以及相关方法
②ThreadLocalMap对象：key是this（当前ThreadLocal对象），value是设置的值，保存在Thread中
③threadLocals：当前线程的map对象，是在Thread内维护的

3. ThreadLocal源码解读

3.1 getMap:返回对应线程的map

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        //threadLocals是ThreadLocalMap类型
        //不过确是在Thread中声明的，所以ThreadLocalMap其实是保存在Thread中
        return t.threadLocals;
    }

3.2 set

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        //得到当前线程的map对象
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //map对象不为空，直接往里里面设置值
        if (map != null)
            map.set(this, value);//key是当前对象：ThreadLocal
        else
            createMap(t, value);//map为空时，创建map并设置值
    }
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        //创建map并设置值
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

3.3 get

public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            //通过key获取map中对应元素
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null)
                //获取值
                return (T)e.value;
        }
        //如果map是空的，则初始化map并返回初始化后的值
        return setInitialValue();
    }

3.4 remove

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