安卓ThreadLocal是到底什么?

    首先ThreadLoacl是什么?之前看有些博客发现会有人这么介绍ThreadLoacl:

它可以解决线程并发问题                    
它可以解决线程共享数据问题。。。
。。。。

    百事不得姐的我决定翻阅源码进行一探究竟!

首先看看怎么用
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>(){

        @Override
        protected String initialValue() {
            return "null";
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new myThread().start();
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    class myThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            Log.e(Thread.currentThread().getName(),threadLocal.get());
            threadLocal.set(Thread.currentThread().getName());
            Log.e(Thread.currentThread().getName(),threadLocal.get());
        }
    }
}

    首先我们创建一个ThreadLocal对象,然后创建十个线程,每个线程将线程名称存储在threadloacl中,然后我们在存储前后打印出来对应的get值,结果如下:

2019-01-02 14:04:25.734 16502-16530/com.lxf.myapplication E/Thread-4: null
2019-01-02 14:04:25.734 16502-16530/com.lxf.myapplication E/Thread-4: Thread-4
2019-01-02 14:04:25.937 16502-16531/com.lxf.myapplication E/Thread-5: null
2019-01-02 14:04:25.937 16502-16531/com.lxf.myapplication E/Thread-5: Thread-5
2019-01-02 14:04:26.137 16502-16532/com.lxf.myapplication E/Thread-6: null
2019-01-02 14:04:26.137 16502-16532/com.lxf.myapplication E/Thread-6: Thread-6
2019-01-02 14:04:26.340 16502-16533/com.lxf.myapplication E/Thread-7: null
2019-01-02 14:04:26.340 16502-16533/com.lxf.myapplication E/Thread-7: Thread-7
2019-01-02 14:04:26.544 16502-16534/com.lxf.myapplication E/Thread-8: null
2019-01-02 14:04:26.544 16502-16534/com.lxf.myapplication E/Thread-8: Thread-8
2019-01-02 14:04:26.744 16502-16535/com.lxf.myapplication E/Thread-9: null
2019-01-02 14:04:26.744 16502-16535/com.lxf.myapplication E/Thread-9: Thread-9
2019-01-02 14:04:26.947 16502-16536/com.lxf.myapplication E/Thread-10: null
2019-01-02 14:04:26.947 16502-16536/com.lxf.myapplication E/Thread-10: Thread-10
2019-01-02 14:04:27.149 16502-16537/com.lxf.myapplication E/Thread-11: null
2019-01-02 14:04:27.149 16502-16537/com.lxf.myapplication E/Thread-11: Thread-11
2019-01-02 14:04:27.350 16502-16538/com.lxf.myapplication E/Thread-12: null
2019-01-02 14:04:27.350 16502-16538/com.lxf.myapplication E/Thread-12: Thread-12
2019-01-02 14:04:27.552 16502-16539/com.lxf.myapplication E/Thread-13: null
2019-01-02 14:04:27.553 16502-16539/com.lxf.myapplication E/Thread-13: Thread-13

结果在我们的预想中

然后我们看一下源码到底是怎么回事

首先我们看一下set方法做了什么事情

    public void set(T value) {
        //首先去拿一下当前调用的线程
        Thread t = Thread.currentThread();
       //这里拿到一个ThreadLocalMap 
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
      //ThreadLocalMap 不为null的时候将其设置进去
        if (map != null)
            map.set(this, value);
      //否则创建一个map
        else
            createMap(t, value);
    }

这里我们可以看到set的一个流程就是将参数传入的value设置到了一个ThreadLocalMap 中。那么这个ThreadLocalMap 是什么呢?

  ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

我们发现这里直接返回了当前调用线程的一个变量threadLocals,

   /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

Thread中我们发现初始值是null

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

然后我们发现在creatMap中初始化了这个变量,默认的第一个键值对就是当前初始化这个变量的 ThreadLocal实例和要外界线程中存入ThreadLocal的值。

ThreadLocalMap是ThreadLocal中的一个内部类,
这里我们发现map中的键值对是存放在一个table数组中的,并且对Entry做了弱引用,这样的话当我们的线程释放之后,内部的ThreadLoacl中的数据也会被回收。以防出现内存泄露的情况!

    private Entry[] table;
     static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
.....................................................................................................................................
     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);
        }

这里的map和hashmap 的实现有所不同,ThreadLocal内部维护着一个threadLocalHashCode ,是根据这个threadLocal的threadLocalHashCode 来计算出一个数组的存放索引!这是一个自定义计算出来的hashcode,消除避免了哈希碰撞的情况!所以计算出来的索引都是唯一的!
然后我们看看这个map的set方法

           private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
            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();
        }

上面的方法我们可以看到,其实就是做了一系列的判断,判空,替换,数组扩容等操作,本质就是将要存放的value以threadlocal为key存放起来。

然后我们看get方法

    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();
    }

很明了,threadlocal会根据当前调用的线程来获取当前线程中的threadlocalmap,然后从中取出key为该threadlocal的value,这个value就是之前存入的值。
    那么通过源码的分析,我们发现threadlocal并不能实现上面的并发问题,因为实际上根本就没有并发相关的问题。存入threadlocal中的数据实际上是存入了对应的调用线程中的内部的一个map中,与threadlocal相关的实际上只是将其作为一个key引用起来,作为取值的凭证而已。同理我们发现threadlocal的做法也并没有实现数据线程间共享的操作,相反是做到了数据的线程间隔离,各个线程只能访问各个线程的数据,做到了线程的数据安全。
    实际上我们发现 ThreadLocal可以做到:

1,数据的线程内全局使用,维持了代码的简洁,避免了大量的函数传值
2,做到了线程与线程的数据隔离,使得线程的数据变得安全,不用考虑多个线程操作同一数据造成的并发安全问题。
3,内部使用弱引用解决了可能出现的内存泄露问题。
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