多线程操作之线程缓存ThreadLocal

java.lang.ThreadLocal的作用

ThreadLocal可以保证当前拿到的变量是属于当前访问的线程。也就是每个线程自己的独立小空间。实现了线程之间的数据隔离。

例子

public class ThreadLocalTest {

    private static ThreadLocal<String> tl = new ThreadLocal<String>();
    
    public static void main(String[] args) {
        tl.set("哈哈");
        
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tl.get());
            }
        }).start();
        
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tl.get());
    }
}

运行结果：

解释：
虽然主线程main往ThreadLocal里面设置了值并且其也可以拿到值，但是线程Thread-0却没有拿到值，可以看出线程之间的数据隔离。

源码分析

set方法

public void set(T value) {
        //获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //获取当前线程对应的本地Map映射
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //如果map不为空
        if (map != null)
            //将值设置到本地map中
            map.set(this, value);
        else//如果map为空
            //创建线程本地map，将value值进行初始化 
            createMap(t, value);
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {
        //初始化线程本地Map
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

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);
}

解释：
① 获取当前线程对应的map，如果map不为空，就将值设置到map中。如果map为空就将创建Map结构，然后将值放入到链表中。
注意：可以发现ThreadLocalMap的构造器采用HashMap的套路，初始化节点数组，然后使用键key进行按位与运算计算数组下标，设置最大临界值为初始化容量。
get方法

public T get() {
        // 获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        // 获取当前线程的本地map映射
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        // 如果map不为空
        if (map != null) {
            // 获取映射map的链表
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            // 如果节点不为空，返回节点的值
            if (e != null)
                return (T)e.value;
        }
        //返回初始化的值
        return setInitialValue();
}

private T setInitialValue() {
        // 获取初始化时传入的值
        T value = initialValue();
        // 获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        // 获取当前线程的本地map映射
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        // 如果映射map不为空，设置当前值
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else // 如果映射map为空，那么创建map映射，然后初始化值到链表中
            createMap(t, value);
        return value;
}

解释：
① 首先获取当前线程的本地map映射。
② 如果map不为空，那么就走Hashmap的套路，通过键按位与运算计算下标，然后通过下标获取值。
③ 否则会再判断下map是否为空，如果空就创建下ThreadLocalMap，但是最后的效果就是拿到初始化传入的值，初始化传入的值就是null，除非自己重写initialValue方法。

ThreadLocal的应用场景：
每一个线程都有一个自己的对象，并且可以很多处用到，放到ThreadLocal中便于存取。