Android消息机制之ThreadLocal原理解析
来源：互联网 发布：战地4网络对战 编辑：程序博客网 时间：2024/05/20 07:31
随着圣诞节来临，到处都是浓浓的节日氛围。近日，用户反映在大街上扫码摩拜单车，开锁时有可能听到“叮叮当、叮叮当、铃儿响叮当”的圣诞歌。摩拜方面表示，称这确实是官方准备的“小惊喜”。目前，摩拜单车音乐铃声已经陆续在全国各个城市上线，圣诞节期间只要扫码摩拜单车，都有机会听到音乐铃声，并且用户骑行次数越多，触发音乐铃声的机会越多。
本篇来自 木瓜糖 的投稿，分享了Android消息机制 ThreadLocal 数据存储的原理解析，希望大家喜欢！
木瓜糖的博客地址：
https://www.jianshu.com/u/559c1e54ae74
说起Android消息机制,老生常谈的问题,Handler ,Looper,MessageQueue,Message这几个都是离不开的话题,不同的类承载不同的功能,首先还是简单的总结下各自的功能:
Handler:发送和处理消息
MessageQueue:消息队列,采用单链表结构存储数据
Looper:调用loop()轮询消息
Message:需要发送的内容,消息
画一张流程图显示:
当然上边只是简单的分析了下 Handler 一个发送和处理的一个流程,只是让大家温故下,下面正式的开始介绍这个ThreadLocal 重量级角色。
定义:早在JDK 1.2的版本中就提供 java.lang.ThreadLocal，ThreadLocal 为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序,百度百科一下就知道,当然这只是定义,先上一段代码瞧瞧:
private ThreadLocal<Boolean> booleanThreadLocal = new ThreadLocal<>();
... button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { booleanThreadLocal.set(true); booleanThreadLocal.set(false); Log.i(TAG, "run: ThreadName-------->"+Thread.currentThread().getName()+booleanThreadLocal.get()); new Thread("Thread1"){ @Override public void run() { booleanThreadLocal.set(true); Log.i(TAG, "run: Thread1+ThreadName-------->"+Thread.currentThread().getName()+booleanThreadLocal.get()); } }.start(); new Thread("Thread2"){ @Override public void run() { Log.i(TAG, "run: Thread2+ThreadName-------->"+Thread.currentThread().getName()+booleanThreadLocal.get()); } }.start(); } });代码很简单就是给一个button设置一个点击监听事件,然后通过获取ThreadLocal的get方法分别获取里面值:我们来看打印值(界面过于简单,就不在展示):
I/MainActivity: run: ThreadName-------->main---->false
I/MainActivity: run: Thread2+ThreadName-------->Thread2---->null
I/MainActivity: run: Thread1+ThreadName-------->Thread1---->true我在不同的线程采用相同的对象调用他们的 get 方法,但是他们打印的值却是不一样,很奇妙吧,这也就是他的奇妙之处。
首先简答的介绍为什么会产生这种效果,方便后边更好的看代码,ThreadLocal 内部维护了一个针对每一个线程的数组 Entry[],它的初始容量是16,我们在设置 value 的时候将当前的 value 值封装 Entry 类里面,在然后再根据当前的 ThreadLocal 的索引去查中对应的 Entry 值,最终根据 Entry 对象取出 value 值,很明显每个线程的数组是不相同,所以就可以取出不同的 Entry,这么说肯定还是不是特别明白,没关系这个只是开胃菜,提前有个了解有印象就行，我们看下代码。
public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); } 逻辑很简单,创建当前的线程根据当前的线程获取 ThreadLocalMap 实例对象,这个 ThreadLocalMap 是个什么了看这个跟 HashMap 很相似啊,可别只看表面,这个可是没有一点亲戚关系,这点可别误解了,接着看得到当前线程的 map 第一次获取肯定是空:
我们看下 getMap 做了什么:
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null; ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; } 找到这个变量第一次肯定是空, createMap(t, value);接着看:
void createMap(Thread t, T firstValue) { t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); }变量赋值操作,看下 ThreadLocalMap 的构造:
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16; table = new Entry[INITIAL_CAPACITY]; int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1); table[i] = new Entry(firstKey, firstValue); size = 1; setThreshold(INITIAL_CAPACITY);很简单的吧,首先构造一个数组也就是我上边提到的 Entry 数组初始容量16,然后通过按位运算得到一个变量i值,构造一个 Entry 对象将 ThreadLocal 和 Value 放进去,将设置进去的值包装成一个对象存进数组里边,获取的时候在通过数组的 index 取出当前的对象,这样一分析是不是有种明白的感觉别急,接着看构造;
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) { super(k); value = v; } }这个实体继承 WeakReference (就是我们常说的弱引用) v 就是我们设置进去的 value,现在整体的流程是不是很清楚了,然后我们在脑补一下,值是这样设置就去了,那么我获取的时候是不是只要得到 map 也就是 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals 这个变量,再根据这个变量得到当前线程的的数组,在通过数组的 index 是不是就可以得到当前的对象,再根据的对象取出 value,思路是没有错,我们看下源码是不是这个样子了
public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) return (T)e.value; } return setInitialValue(); }是不是一模一样了,其实它的源码还是比较简单的,当然还有更高级的用法下边在上代码:
private ThreadLocal<Boolean> booleanThreadLocal = new ThreadLocal<Boolean>(){ @Override
protected Boolean initialValue() { return true; } };button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { Log.i(TAG, "onClick: booleanThreadLocal------->"+booleanThreadLocal.get()); } });11-24 08:02:02.332 26018-26018/com.example.administrator.dbhelp I/MainActivity: onClick: booleanThreadLocal------->true重写 initialValue 值返回 true,这次我没有设置值,确返回 true,是不是和 get 方法有关,当我们我们设置值的时候当前的线程的 map 为 null,这时 return setInitialValue();看下方法 :
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; }是不是一样的简单,逻辑很清楚,我们直接重写了 initialValue(),所以返回的 value 值就是我们重写方法的返回值;到此源码也就分析完毕了,这时我们再回过头来看下 Handler 消息机制,Handler 通过 Looper.loop() 方法轮询消息,我们一般写 Handler 的时候都是在主线程创建的,在程序启动的时候也就是加载 ActivityThread 类的时候系统已经帮我们自动的创建了主线程的 Looper,通过上边的图也可知,可是如果我想在子线程创建 Handler了,子线程是不是也需要自己的 Looper;是不是自己也需要启动 Looper.loop 来循环消息,这时候 ThreadLocal 这个类就来了,ThreadLocal 为当前的每一个线程存储一个 Looper,每一个 Looper 也有唯一的一个消息队列 MessageQueue,所以在子线程 new Handler() 的时候需要我们手动的去获取当前线程的 Looper,主动的调用Looper.prepare();
public static void prepare() { prepare(true); } -------------------------------------------- private static void prepare(boolean quitAllowed) { if (sThreadLocal.get() != null) { throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); } sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed)); } ------------------------------------------- private Looper(boolean quitAllowed) { mQueue = new MessageQueue(quitAllowed); mThread = Thread.currentThread(); }获取当前线程的 Looper 和 MessageQueue
new Thread(new Runnable() { private Handler handler; @Override public void run() { Looper.prepare(); handler = new Handler(){ @Override public void handleMessage(Message msg) { Log.i(TAG, "handleMessage: "+Thread.currentThread().getName()+"workThread线程收到消息了-->"); } }; handler.sendEmptyMessage(0x10000); Looper.loop();
} }).start(); ---------------------------------------- 或者来个暴力点的既然主线程已经有了Looper了就用他已经创建的好的 new Thread(new Runnable() { private Handler handler; @Override public void run() { handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){ @Override public void handleMessage(Message msg) { Log.i(TAG, "handleMessage: "+Thread.currentThread().getName()+"main线程收到消息了-->"); }
}; handler.sendEmptyMessage(0x10000); } }).start();上边两个方法都可以使 Handler 在子线程去处理,但是接受消息的结果当然也是不一样的,上边的采用的子线程Looper,下边是 main 线程 Looper。
其实在开发中用的 ThreadLocal 的地方极少,但是 ThreadLocal 也是不可忽视的一个重要点,在面试的时候你能把 ThreadLocal 和 Looper 结合起来一起讲,也许就是加分项,再者 ThreadLocal 在某些特殊的场景的,通过它可以实现一个看起来比较复杂的功能,当某些数据以线程为作用域并且不同线程要获取不同数据的时候,就可以用到 ThreadLocal;
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