ThreadLocal

ThreadLocal保证了各个线程的数据互不干扰。

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

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();
}

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

每个线程中都有一个ThreadLocalMap数据结构,当执行set方法时,其值是保存在当前线程的threadLocals变量中,当执行get方法中,是从当前线程的threadLocals变量获取。

ThreadLoalMap是一个类似HashMap的数据结构,但是在ThreadLocal中,并没实现Map接口。

在ThreadLoalMap中,初始化一个大小16的Entry数组,Entry对象用来保存每一个key-value键值对,key是ThreadLocal对象,通过ThreadLocal对象的set方法,把ThreadLocal对象自己当做key,放进了ThreadLoalMap中。

ThreadLoalMap的Entry是继承WeakReference,和HashMap很大的区别是,Entry中没有next字段,所以就不存在链表的情况了。

hash冲突

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();
}

每个ThreadLocal对象都有一个hash值threadLocalHashCode,每初始化一个ThreadLocal对象,hash值就增加一个固定的大小0x61c88647。

在插入过程中,根据ThreadLocal对象的hash值,定位到table中的位置i,过程如下: 1、如果当前位置是空的,那么正好,就初始化一个Entry对象放在位置i上; 2、不巧,位置i已经有Entry对象了,如果这个Entry对象的key正好是即将设置的key,那么重新设置Entry中的value; 3、很不巧,位置i的Entry对象,和即将设置的key没关系,那么只能找下一个空位置; 这样的话,在get的时候,也会根据ThreadLocal对象的hash值,定位到table中的位置,然后判断该位置Entry对象中的key是否和get的key一致,如果不一致,就判断下一个位置 可以发现,set和get如果冲突严重的话,效率很低,因为ThreadLoalMap是Thread的一个属性,所以即使在自己的代码中控制了设置的元素个数,但还是不能控制其它代码的行为。

内存泄露

在ThreadLocalMap的实现中,key被保存到了WeakReference对象中。ThreadLocal在没有外部强引用时,发生GC时会被回收,如果创建ThreadLocal的线程一直持续运行,那么这个Entry对象中的value就有可能一直得不到回收,发生内存泄露。

解决

使用完ThreadLocal之后,调用remove方法。