ThreadLocal源碼分析以及解決常見面試問題

參考： http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920407.html 參考用例

https://www.cnblogs.com/ablejava/p/5914090.html 根本原因分析 

1，正常使用

static final ThreadLocal<Long> longLocal = new ThreadLocal<>();
    static final ThreadLocal<String> stringLocal = new ThreadLocal<>();
    // 被調用的 入口
    public void testThreadLocal(String threadNameA, String threadNameB) {
        set();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                set();
                get();
            }
        }, threadNameA).start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                set();
                get();
            }
        }, threadNameB).start();
        get();
    }
	// 統一，放入資料
    private void set() {
        longLocal.set(Thread.currentThread().getId());
        stringLocal.set(Thread.currentThread().getName());
    }
	// 統一，擷取資料，并列印
    private void get() {
        long longNum = longLocal.get();
        String strName = stringLocal.get();
        LogUtil.v("longNum = " + longNum + ", strName = " + strName);
    }
           

列印結果:

V/xxx->MainActivity.get(L:57):: LogUtil -> longNum = 56015, strName = newThreadA
V/xxx->MainActivity.get(L:57):: LogUtil -> longNum = 56016, strName = newThreadB
V/xxx->MainActivity.get(L:57):: LogUtil -> longNum = 1, strName = main
           

總結：     * 以上測試代碼也是系統源碼中使用ThreadLocal的方式     * 以上測試結果，僅僅表明：ThreadLocal能夠避免線程安全問題，因為多線程操作并沒有産生沖突(多次嘗試列印結果一樣)

2，ThreadLocal的set、get方法

1) set方法

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t); // 擷取舊的ThreadLocalMap
        if (map != null)
            map.set(this, value); // 直接放置資料
        else
            createMap(t, value); // 建立新的ThreadLocalMap
    }
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
	
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
           

set的作用為：若目前線程，無ThreadLocalMap，則建立并放置資料；若目前線程，有ThreadLocalMap，則繼續放入資料

2) 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();
    }
	
    private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }
           

2) get方法

get的作用為：若目前線程，有ThreadLocalMap，則擷取其中的資料；若目前線程，無ThreadLocalMap，則擷取預設初始化的資料 總結：

    * ThreadLocal放置和擷取資料，都是以 this和value作為一對放入；是以，一個threadLocal，僅僅對應一個value

    * ThreadLocal<T> 中的泛型，和value的資料類型一緻     * ThreadLocal每次存放資料，都是放置到ThreadLocalMap中，而ThreadLocalMap是屬于Thread的私有變量

3，ThreadLocalMap

static class ThreadLocalMap {
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            Object value;
            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
        private static final int INITIAL_CAPACITY = 16; // 初始容量
        private Entry[] table; // 具體存儲的資料
	}
           

總結：     * ThreadLocalMap和普通的map相同，是以數組作為實際的存儲對象

    * ThreadLocalMap中數組對應的是，Entry(ThreadLocal、Value)，并且key和value是弱引用；即：一旦某一方被回收，另一方是不會導緻記憶體洩漏的

4，整體記憶體分析

1) 記憶體是以Thread為主，Thread持有ThreadLocalMap、ThreadLocalMap存放着(ThreadLocal<Value> - Value)這樣的數組 是以，當多線程環境下，對應的引用關系如下圖所示:

結論：多線程環境下，ThreadLocal是靜态類型，是以多線程的key是相同的，但value是不同的；換句話說：value就是Thread的私有成員變量

5，依據以上分析解決常見的疑問

1) ThreadLocal 線程安全的原理     線程安全的核心在于：多線程在使用共享資料時，造成的沖突；是以，對于私有變量而言，自然而然就沒有線程安全的問題。     而value每次通過Thread擷取到的都是目前線程的私有變量，并沒有多線程共享該資料，當然沒有線程安全的問題

2) ThreadLocal 是否存在記憶體洩漏     ThreadLocalMap的存儲Entry{ThreadLocal - Value}關聯方式為弱引用，是以當某個ThreadLocal置空，gc時，Value是能夠被回收掉的；是以不存在記憶體洩漏問題

3) ThreadLocal 如何使用     * ThreadLocal一定是共享的，最好是static final類型，原因：ThreadLocal<T>，可以通過T來固定Value為單一類型；并且static final類型，能夠確定在記憶體中為一份且不可改變

    * Value值一定不能是static類型，若Value為static類型，ThreadLocal線程安全将失效

4) ThreadLocal 使用空間換時間，如何了解     * 通過增加數組(存放引用)以及每個線程備份Value的方式，解決線程安全的問題

demo位址：

ThreadLocal 測試Activity

2) get方法