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在剖析ThreadLo…
ThreadLocal源码剖析
ThreadLocal其实比较简单因为类里就三个public方法set(T value)、get()、remove()。先剖析源码清楚地知道ThreadLocal是干什么用的、再使用、最后总结讲解ThreadLocal采取这样的思路。 三个理论基础
在剖析ThreadLocal源码前先讲一下ThreadLocal的三个理论基础
1、每个线程都有一个自己的ThreadLocal.ThreadLocalMap对象
2、每一个ThreadLocal对象都有一个循环计数器
3、ThreadLocal.get()取值就是根据当前的线程获取线程中自己的ThreadLocal.ThreadLocalMap然后在这个Map中根据第二点中循环计数器取得一个特定value值 两个数学问题
1、ThreadLocal.ThreadLocalMap规定了table的大小必须是2的N次幂
/*** The table, resized as necessary.* table.length MUST always be a power of two.*/private Entry[] table;
因为从计算机的角度讲对位操作的效率比数学运算要高
int i firstKey.threadLocalHashCode (INITIAL_CAPACITY - 1);
比方说当前table长度是16那么16-115也就是二进制的1111。现在有一个数字是23也就是二进制的00010111。23%167看下运算 00010111 00001111 00000111 00000111也就是7和取模运算结果一样效率反而高。
2、Hash增量设置为0x61c88647也就是说ThreadLocal通过取模的方式取得table的某个位置的时候会在原来的threadLocalHashCode的基础上加上0x61c88647
/*** The difference between successively generated hash codes - turns* implicit sequential thread-local IDs into near-optimally spread* multiplicative hash values for power-of-two-sized tables.*/private static final int HASH_INCREMENT 0x61c88647;
虽然不知道这是为什么但是从对table.length取模的角度来看试了一下length为16和32的情况
7 14 5 12 3 10 1 8 15 6 13 4 11 2 9 0
7 14 21 28 3 10 17 24 31 6 13 20 27 2 9 16 23 30 5 12 19 26 1 8 15 22 29 4 11 18 25 0
这样一来避免了Hash冲突二来相邻的两个数字都比较分散。而且在2的N次幂过后又从第一个数字开始循环了这意味threadLocalHashCode可以从任何地方开始
有了这些理论基础下面可以看一下ThreadLocal几个方法的实现原理。
set(T value)一点点看set方法的源码public void set(T value) {Thread t Thread.currentThread();ThreadLocalMap map getMap(t);if (map ! null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);}ThreadLocalMap getMap(Thread t) {return t.threadLocals;}/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained* by the ThreadLocal class. */ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals null;和前面讲的一样
1、取得当前的线程
2、获取线程里面的ThreadLocal.ThreadLocalMap
3、看这个ThreadLocal.ThreadLocalMap是否存在存在就设置一个值不存在就给线程创建一个ThreadLocal.ThreadLocalMap
第三点有两个分支先看简单的创建Map的分支
void createMap(Thread t, T firstValue) {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);}private final int threadLocalHashCode nextHashCode();private static int nextHashCode() {return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);}private static AtomicInteger nextHashCode new AtomicInteger();
这个Map中并没有next节点所以不得不说ThreadLocalMap是一个有点误导性的名字它虽然叫做Map但其实存储的方式不是链表法而是开地址法。看到设置table中的位置的时候都把一个static的nextHashCode累加一下这意味着set的同一个value可能在每个ThreadLocal.ThreadLocalMap中的table中的位置都不一样不过这没关系。
OK看完了创建的分支看一下设置的分支
private void set(ThreadLocal key, Object value) {// We dont use a fast path as with get() because it is at// least as common to use set() to create new entries as// it is to replace existing ones, in which case, a fast// path would fail more often than not.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)]) {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);int sz size;if (!cleanSomeSlots(i, sz) sz threshold)rehash();}private static int nextIndex(int i, int len) {return ((i 1 len) ? i 1 : 0);}
理一下逻辑设置的时候做了几步
1、先对ThreadLocal里面的threadLocalHashCode取模获取到一个table中的位置
2、这个位置上如果有数据获取这个位置上的ThreadLocal
1判断一下位置上的ThreadLocal和我本身这个ThreadLocal是不是一个ThreadLocal是的话数据就覆盖返回
2不是同一个ThreadLocal再判断一下位置上的ThreadLocal是是不是空的这个解释一下。Entry是ThreadLocal弱引用static class Entry extends WeakReferenceThreadLocal有可能这个ThreadLocal被垃圾回收了这时候把新设置的value替换到当前位置上返回
3上面都没有返回给模加1看看模加1后的table位置上是不是空的是空的再加1判断位置上是不是空的...一直到找到一个table上的位置不是空的为止往这里面塞一个value。换句话说当table的位置上有数据的时候ThreadLocal采取的是办法是找最近的一个空的位置设置数据。 get()
如果理解清楚了set(T value)get()方法就很好理解了
public T get() {Thread t Thread.currentThread();ThreadLocalMap map getMap(t);if (map ! null) {ThreadLocalMap.Entry e map.getEntry(this);if (e ! null)return (T)e.value;}return setInitialValue();}private Entry getEntry(ThreadLocal key) {int i key.threadLocalHashCode (table.length - 1);Entry e table[i];if (e ! null e.get() key)return e;elsereturn getEntryAfterMiss(key, i, e);}private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal key, int i, Entry e) {Entry[] tab table;int len tab.length;while (e ! null) {ThreadLocal k e.get();if (k key)return e;if (k null)expungeStaleEntry(i);elsei nextIndex(i, len);e tab[i];}return null;} 理一下步骤
1、获取当前线程
2、尝试去当前线程中拿它的ThreadLocal.ThreadLocalMap
3、当前线程中判断是否有ThreadLocal.ThreadLocalMap
1有就尝试根据当前ThreadLocal的threadLocalHashCode取模去table中取值有就返回没有就给模加1继续找这和设置的算法是一样的
2没有就调用set方法给当前线程ThreadLocal.ThreadLocalMap设置一个初始值 remove()
remove()方法就非常简单了
public void remove() {ThreadLocalMap m getMap(Thread.currentThread());if (m ! null)m.remove(this);}
取得当前线程的ThreadLocal.ThreadLocalMap如果有ThreadLocal.ThreadLocalMap找到对应的Entry移除掉就好了。 总结
上面分析了这么多源码是比较细节地来看ThreadLocal了。对这些内容做一个总结ThreadLocal的原理简单说应该是这样的 ThreadLocal不需要key因为线程里面自己的ThreadLocal.ThreadLocalMap不是通过链表法实现的而是通过开地址法实现的 每次set的时候往线程里面的ThreadLocal.ThreadLocalMap中的table数组某一个位置塞一个值这个位置由ThreadLocal中的threadLocaltHashCode取模得到如果位置上有数据了就往后找一个没有数据的位置 每次get的时候也一样根据ThreadLocal中的threadLocalHashCode取模取得线程中的ThreadLocal.ThreadLocalMap中的table的一个位置看一下有没有数据没有就往下一个位置找 既然ThreadLocal没有key那么一个ThreadLocal只能塞一种特定数据。如果想要往线程里面的ThreadLocal.ThreadLocalMap里的table不同位置塞数据 比方说想塞三种String、一个Integer、两个Double、一个Date请定义多个ThreadLocalThreadLocal支持泛型public class ThreadLocalT。
