Visão geral
ThreadLocalMap é uma classe interna de ThreadLocal, uma estrutura de dados de valor-chave e o núcleo de ThreadLocal.
Os dados em ThreadLocalMap são armazenados na tabela de array do tipo Entry. Entry herda WeakReference (referência fraca). Observe que a chave é uma referência fraca, mas não vlaue.
Quatro referências a objetos java: forte, suave, fraco e virtual
Explicação detalhada do uso e princípio de ThreadLocal
Interpretação do código fonte
1. Variáveis de membros
/**
* 初始容量
*/
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
/**
* ThreadLocalMap数据真正存储在table中
*/
private Entry[] table;
/**
* ThreadLocalMap条数
*/
private int size = 0;
/**
* 达到这个大小,则扩容
*/
private int threshold; // 默认为0
2.threadLocalHashCode
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();
/**
* 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;
/**
* Returns the next hash code.
*/
private static int nextHashCode() {
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}
HASH_INCREMENT = 0x61c88647 é um número mágico, que pode reduzir os conflitos de hash. Ele será convertido em dados binários por meio do método nextHashCode.getAndAdd (HASH_INCREMENT). A função principal é aumentar o valor de hash e reduzir os conflitos de hash.
3. Construtor
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
//初始化table数组,INITIAL_CAPACITY默认值为16
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
//key和16取得哈希值
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
//创建节点,设置key-value
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
//设置扩容阈值
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}
4. conjunto
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) {
//如果key是相同,则替换,并return
e.value = value;
return;
}
if (k == null) {
//e!=null,key==null,因为key是弱引用,所以key已经被gc回收了,replaceStaleEntry方法就是用来解决内存泄露问题
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
private void replaceStaleEntry(ThreadLocal<?> key, Object value,
int staleSlot) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
Entry e;
int slotToExpunge = staleSlot;
//prevIndex是指针向前,寻找前面过期数据
for (int i = prevIndex(staleSlot, len);
(e = tab[i]) != null;
i = prevIndex(i, len))
if (e.get() == null)
slotToExpunge = i;
//向后寻找key相同的数据
for (int i = nextIndex(staleSlot, len);
(e = tab[i]) != null;
i = nextIndex(i, len)) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key) {
e.value = value;
//通过和过期的slot进行交换,维护哈希表顺序
tab[i] = tab[staleSlot];
tab[staleSlot] = e;
if (slotToExpunge == staleSlot)
slotToExpunge = i;
//清除过期slot
cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);
return;
}
if (k == null && slotToExpunge == staleSlot)
slotToExpunge = i;
}
// 如果key并没有在map中出现过,则直接创建
tab[staleSlot].value = null;
tab[staleSlot] = new Entry(key, value);
//如果还有其他过期slot,则清除
if (slotToExpunge != staleSlot)
cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);
}
private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) {
boolean removed = false;
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
do {
i = nextIndex(i, len);
Entry e = tab[i];
if (e != null && e.get() == null) {
n = len;
removed = true;
i = expungeStaleEntry(i);
}
} while ( (n >>>= 1) != 0);
return removed;
}
private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
// 删除下标为staleSlot的slot
tab[staleSlot].value = null;
tab[staleSlot] = null;
size--;
// 重新哈希,直到遇到null
Entry e;
int i;
for (i = nextIndex(staleSlot, len);
(e = tab[i]) != null;
i = nextIndex(i, len)) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
//如果key==null,说明已经被回收
if (k == null) {
//Entry设置为null,size减一
e.value = null;
tab[i] = null;
size--;
} else {
//重新进行hash计算
int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1);
//如果计算的位置和从前位置不一致
if (h != i) {
tab[i] = null;
//扫描到null,将值放入
while (tab[h] != null)
h = nextIndex(h, len);
tab[h] = e;
}
}
}
return i;
}
private void rehash() {
expungeStaleEntries();
//如果当前size大于法制的四分之三,则扩容
if (size >= threshold - threshold / 4)
resize();
}
/**
* 全局清理
*/
private void expungeStaleEntries() {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
for (int j = 0; j < len; j++) {
Entry e = tab[j];
if (e != null && e.get() == null)
expungeStaleEntry(j);
}
}
O método set calcula primeiro o local de armazenamento de acordo com a chave.
Se o subscrito calculado não estiver vazio, ele entrará no loop. Se a chave for a mesma no loop, ela será substituída diretamente. Se a chave for reciclada, o método replaceStaleEntry será chamado para limpar e o valor será definido neste método .
Se o subscrito calculado estiver vazio, defina o valor diretamente e, por fim, limpe a chave expirada por meio de cleanSomeSlots e determine se deve expandir a capacidade por meio de um novo hash.
5.getEntry
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
//计算下标位置
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
Entry e = table[i];
//没有hash冲突,entry存在,并且key未被回收
if (e != null && e.get() == key)
return e;
else
//hash冲突,通过线性探测查找,可能查询到
return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}
private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
//循环查找,直到为null
while (e != null) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key)
return e;
if (k == null)
//被回收了,清除
expungeStaleEntry(i);
else
//循环下一个
i = nextIndex(i, len);
e = tab[i];
}
return null;
}
getEntry é baseado em ThreadLocal para obter um valor em ThreadLocalMap, se houver um conflito de hash, detecção linear por meio do método getEntryAfterMiss
6. remova
private void remove(ThreadLocal<?> key) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
//如果threadLocalHashCode计算出的下标找到的key和传入key不同,则证明出现哈希冲突,则循环向下查找
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
//如果key相同
if (e.get() == key) {
//删除当前Entry
e.clear();
//清理
expungeStaleEntry(i);
return;
}
}
}
Resumindo
1. ThreadLocalMap.Entry herda WeakReference, implementa referências fracas e melhora a eficiência da coleta de lixo.
2. ThreadLocalMap pode ter um vazamento de memória, porque depois que a chave é reciclada, mas o valor ainda tem um relacionamento de referência forte com a Entrada, é um bom hábito remover após o uso para evitar vazamentos de memória.