Java ThreadLocal源码解析: Thread和ThreadLocal

之前对TreadLocal有所理解，对原理也有所了解，但一直不深入，重新整理，希望借以加深理解和印象。

在Jdk1.8中，ThreadLocal相关代码主要分为三部分：

Thread，其中Thread中保存对ThreadLocal.ThreadLocalMap的引用，作为Thread类的default属性；
ThreadLocal，类似于线程中的T和readLocal.ThreadLocalMap的管理类，提供获取、设置、删除等管理方法；
ThreadLocal.ThreadLocalMap.ThreadLocal，是ThreadLocal的静态内部内，底层数组结构的维护类，包含扩容、获取等功能，是ThreadLocal的底层核心实现。

1. Thread类

/* 本现场的ThreadLocal. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

/*
 *  继承自父类来的ThreadLocal.
 */
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

通过Thread的构造函数可知默认情况下，inheritableThreadLocals会通过父类的threadLocal初始化，除非特别指明不继承父类的threadLocal。

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize, AccessControlContext acc,
                      boolean inheritThreadLocals) {
                      …… ……
                    // 如果指明要继承，并且父线程的threadLocal不为空
			        if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)  
			            // 通过ThreadLocal创建inheritableThreadLocals 
			            this.inheritableThreadLocals =
			                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
			        /* Stash the specified stack size in case the VM cares */
			        this.stackSize = stackSize;			        
					  …… ……
}

小结：每个线程中都有两个属性，即两个ThreadLocalMap，其中一个为线程自己的，一个是初始化线程时，从父线程中的拿来创建的，默认如果父线程有threadLocal，子线程会继承父线程的threadLocal.

2. ThreadLocal类

前文中所说的，ThreadLocal类类似于ThreadLocalMap管理端。ThreadLocal中主要属性和方法如下图：
在这里插入图片描述
以下是ThreadLocal中核心方法分析：

    // 使用线性探测法进行map的扩容
    private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();

    /**
     * 静态全局的存储下一个hash码
     */
    private static AtomicInteger nextHashCode =
        new AtomicInteger();

    /**
     * hashCode增量
     */
    private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
    
    // 下一个hashCode增加增量
    private static int nextHashCode() {
    	return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
   }
   
   /* 重要逻辑，当线程1调用ThreadLocal的get()方法时，首先拿到线程1的threadLocals属性，
     * 如果不为空,  通过以当前ThreadLocal为key值获取ThreadLocal中存放的值。这里有点绕，
     * 实际相当于，在执行ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>();后，通
     * 过get()方法，将拿到线程1中threadLocals通过get()方法以threadLocal为key值的设置的值。
     * /
   public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();  //获取当前线程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);  //获取当前线程的ThreadLocalMap, 即那个属性
        if (map != null) {     // 如果当前线程存在ThreadLocal
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);   // ThreadLocalMap中以ThreadLocal为key，获取ThreadLocalMap中存放的值
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;  // 转化为正确格式，泛型
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
  }

   /*
    *  setInitialValue和set(T value)内部逻辑类似，只是一个传了初始值，一个没有，如果没传初始值，则为null
    */
   private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();  // 获取当前线程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);   // 拿到当前线程的threadLocals，
        if (map != null)
            map.set(this, value);   // 在threadLocalMap中设置key为当前ThreadLocal, value为value的值
        else
            createMap(t, value);  // 创建一个ThreadLocalMap，并把引用赋值给当前线程的threadLocals
        return value;
    }

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

  void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);  //为当前线程创建一个threadMap
    }
    static ThreadLocalMap createInheritedMap(ThreadLocalMap parentMap) {  //这是个静态方法，在Thread中调用，即如果要继承父类的threadLocal，将通过这个房间创建
        return new ThreadLocalMap(parentMap);
    }

总结：重要的是ThreadLocal中的get和set方法，get方法将最终拿到当前线程的threadLocals，这是一个map，在set的时候以ThreadLocal为key值，实际上是以ThreadLocal的threadLocalHashCode为key值。

Java ThreadLocal源码解析: Thread和ThreadLocal

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