ThreadLocal的實作原理的分析介紹（附程式碼）

這篇文章帶給大家的內容是關於ThreadLocal的實現原理的分析介紹（附程式碼），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

ThreadLocal，即執行緒局部變量，用來為每一個使用它的執行緒維護一個獨立的變數副本。這種變數只在執行緒的生命週期內有效。且與鎖定機制那種以時間換取空間的做法不同，ThreadLocal沒有任何鎖定機制，它以空間換取時間的方式保證變數的執行緒安全性。

本篇從原始碼方面分析ThreadLocal的實作原理。

先看ThreadLocal類別圖結構

1. #SuppliedThreadLocal主要是JDK1.8用來擴展對Lambda表達式的支持，有興趣的自行百度。ThreadLocalMap是ThreadLocal的靜態內部類別，也是實際保存變數的類別。

Entry是ThreadLocalMap的靜態內部類別。 ThreadLocalMap持有一個Entry數組，以ThreadLocal為key，變數為value，封裝一個Entry。

2. 下面以一張圖簡單說明Thread，ThreadLocal，ThreadLocalMap和Entry的關係。

3. #說明上圖：

4. 一個Thread擁有一個ThreadLocalMap物件

每個Entry都有k--v

Entry的key就是某個具體的ThreadLocal物件

1. 1、set()

2. public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); }

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   這裡可以看出：一個Thread只擁有一個ThreadLocalMap物件；具體的存值呼叫是ThreadLocalMap的set()，傳入的參數key就是目前ThreadLocal物件。

3. 再看看ThreadLocalMap的set()方法：

4. #

   private void set(ThreadLocal key, Object value) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); // 1 for (Entry e = tab[i]; // 2 e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { ThreadLocal k = e.get(); if (k == key) { e.value = value; return; } if (k == null) { replaceStaleEntry(key, value, i); return; } } tab[i] = new Entry(key, value); // 3 int sz = ++size; if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) // 4 rehash(); }

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##透過key的hashCode與陣列容量-1 取模，計算陣列index

#從目前index開始遍歷，清除key為null的無效Entry

將K-V封裝為Entry，放入陣列

判斷是否需要進行Entry數組擴容。 threshold的值為陣列容量的2/3。

　　看看擴容的resize()方法：

private void resize() { Entry[] oldTab = table; int oldLen = oldTab.length; int newLen = oldLen * 2; Entry[] newTab = new Entry[newLen]; int count = 0; for (int j = 0; j < oldLen; ++j) { Entry e = oldTab[j]; if (e != null) { ThreadLocal k = e.get(); if (k == null) { e.value = null; // Help the GC } else { int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1); while (newTab[h] != null) h = nextIndex(h, newLen); newTab[h] = e; count++; } } } setThreshold(newLen); size = count; table = newTab; }

2、get()

1. #ThreadLocal的get()方法如下：

2. 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(); }

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3. ThreadLocalMap的getEntry()方法如下：

private Entry getEntry(ThreadLocal key) { int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1); // 1 Entry e = table[i]; if (e != null && e.get() == key) // 2 return e; else return getEntryAfterMiss(key, i, e); //3 } private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal key, int i, Entry e) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; while (e != null) { //4 ThreadLocal k = e.get(); if (k == key) return e; if (k == null) expungeStaleEntry(i); else i = nextIndex(i, len); e = tab[i]; } return null; }

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#計算index

目前index上的Entry不為空且key相同，直接回傳

否則去相鄰index尋找

#循環找，發現無效key就清除。找到就結束循環。

public void remove() { ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); if (m != null) m.remove(this); } private void remove(ThreadLocal key) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { if (e.get() == key) { e.clear(); expungeStaleEntry(i); return; } } }

static class Entry extends WeakReference> {｝

以上是ThreadLocal的實作原理的分析介紹（附程式碼）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！