ThreadLocal在平時開發中是用的比較多的一個類，主要用於存儲線程的數據。下面我對ThreadLocal進行一下總結;
dreamcatcher-cx大佬對ThreadLocal的設計總結，寫的比較深刻，很有幫助。
主要使用場景：
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多數據源切換，記錄當前線程訪問的數據源
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spring框架事務管理，用於存放事務數據；
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springsecurity安全框架，用於存儲用戶登錄信息；
除了以上還有很多，不限於以上。
解讀源碼
數據存儲ThreadLockMap
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通過Entry數組進行存儲的；
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Entry繼承Reference類，是弱關聯的類,當ThreadLocal的實例為空時，GC會快速收回；一般用於處理數據量較大且維持時間較短的業務。
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Entry節點存儲的是ThreadLocal對象和對象值
//是通過Entry數組進行存儲的
private Entry[] table;
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
set 方法
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存放ThreadLocal<?>的是弱關聯的容器，GC會等存儲滿的時候處理；
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存放的過程中，會對key判斷，調整數組位置；
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);//獲取存放的位置
/**
* 當i位置剛好已經存儲了數據
*/
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {//向i+1<len遍歷
ThreadLocal<?> k = e.get();//獲取存入的ThreadLock
if (k == key) {//判斷是否一致，如果一致，替換值並返回
e.value = value;
return;
}
if (k == null) {//如果i節點獲取到的ThreadLocal為空的話
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
//沒有存儲數據的情況
tab[i] = new Entry(key, value);//新增信的節點
int sz = ++size;
/**
* 判斷是不是要進行擴容
* Entry數組的擴容是2倍擴容的；
*/
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;
// 判斷i之前的非空節點的位置
int slotToExpunge = staleSlot;
for (int i = prevIndex(staleSlot, len);
(e = tab[i]) != null;
i = prevIndex(i, len))
if (e.get() == null)
slotToExpunge = i;
//從staleSlot又向后循環，找到非空節點，查看是否又相同key
for (int i = nextIndex(staleSlot, len);
(e = tab[i]) != null;
i = nextIndex(i, len)) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
/**
* 判斷和查詢的實例是否同一個，如果key相同，則和staleSlot節點進行替換位置
*/
if (k == key) {
e.value = value;
tab[i] = tab[staleSlot];
tab[staleSlot] = e;
if (slotToExpunge == staleSlot)
slotToExpunge = i;
cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);//這里進行rehash
return;
}
if (k == null && slotToExpunge == staleSlot)
slotToExpunge = i;
}
// 如果key沒找到那就在staleSlot位置插入一個新節點
tab[staleSlot].value = null;
tab[staleSlot] = new Entry(key, value);
// 判斷是不是要重新盡心hash
if (slotToExpunge != staleSlot)
cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);
}
get方法
- 獲取存儲的Entry節點
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
Entry e = table[i];
if (e != null && e.get() == key)
return e;
else
/**
* 從i位置往后逐個遍歷查找如果找到了就返回，沒找到返回null;
*/
return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}
remove方法
- 查找對應數據節點進行刪除就行
private void remove(ThreadLocal<?> key) {
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)]) {
if (e.get() == key) {
e.clear();
expungeStaleEntry(i);
return;
}
}
}
ThreadLocal類的方法
set方法數據存儲
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首次存儲，新建一個ThreadLockMap,以當前ThreaLock為key;
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如果線程的存儲區域已經初始化過，則更新存儲區域中的數據；
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();// 獲取當前線程
ThreadLocalMap map = getMap(t);//獲取存儲數據的MAP
if (map != null)//判斷存儲數據的map是否為空，如果為空則創建map,如果不為空，則存入數據
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);//如果沒有就創建一個，當前Thread
}
//獲取當前線程的值存儲區域
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals; //線程的成員變量
}
//給當前線程創建一個新的ThreadLocalMap,並存儲以當前ThreaLocal實例為key的鍵值對。
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
get方法
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如果在訪問之前沒有存儲任何數據，則對ThreadLockMap進行初始化，綁定當前線程。並進行初始值的創建，和當前ThreadLock實例進行綁定，kv存儲
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如果獲取到之前存儲的值，則進行返回存入的值；
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);//獲取當前線程的存儲map
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);//獲取當前的ThreadLock的節點，具體上面有介紹
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();//如果不存在則進行初始化
}
//進行一些初始化操作
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();//ThreaLock提供的一個可繼承的方法，進行初始化操作
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);//獲取當前線程的
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
remove 方法
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)//在存儲的map不為空的情況下，移除當前ThreadLock實例
m.remove(this);
}
總結
注意點：
1. ThreadLocalMap存儲的key值為當前的ThreadLocal實例，所以一般要求ThreadLocal是單例的
2. 單個線程可以有多個ThreadLocal實例，存儲數據。
總結分析：
1.ThreadLocal的設計思路：
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原理：相當給當前線程的創建獨有數據域，方便當前線程訪問。這樣避免了多線程環境中，訪問當前線程鎖的相關問題
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之所以使用ThreadLocalMap進行存儲，而不用HashMap，上面源碼分析說了，源於Reference類的特性。
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弱引用，當對象無用的時候，會快速被GC回收。符合線程的特點，一般一個線程時間不會很長，當伴隨大量數據時能快速回收
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當前線程結束的時候，要通過調用ThreadLocal的remove方法，及時將ThreadLocalMap中的對應實例key設置為空，方便GC快速回收
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ThreadLocal操作更有優勢，下面我具體分析以下
為什么用ThreadLocal類直接操作存儲數據 ？
1.簡化代碼：
試想一下上面的源碼，如果直接從Thread中存放數據，
首先，要用Thread.currentThread()獲取當前線程，
然后，再通過當前線程thread獲取存儲的Map
再根據key獲取對那個的操作
從上面的源碼可以看出，這些操作細節，都已經在ThreadLocal類中進行了隱藏；
1.避免每次使用時的重復代碼；
2.而使用ThreadLocal實例獲取數據，相當於拿key直接獲取數據，隱藏了獲取細節
2.限制和統一管理存儲值
1. 內部的Entry數組，進行了泛型約束，避免了直接在Thread類中Map操作key的不規范性；
2. 避免了開發人員直接操作當前線程，而使用“變量副本”進行操作