ThreadLocal详解

ThreadLocal类用来提供线程内部的局部变量。这种变量在多线程环境下访问(通过get或set方法访问)时能保证各个线程里的变量相对独立于其他线程内的变量。ThreadLocal实例通常来说都是private static类型的，用于关联线程和线程的上下文。

ThreadLocal的设计初衷是，提供线程内部的局部变量，在本线程内随时随地可取，隔离其他线程。

ThreadLocal基本操作

构造函数

ThreadLocal的构造函数内部什么也没做：

public ThreadLocal() {}

initialValue方法

initialValue方法用来返回与当前线程关联的ThreadLocal变量的初始值。其源码如下：

protected T initialValue() {    return null;}

该函数在调用get方法的时候会第一次调用，但如果一开始调用了set方法，则该方法不会被调用。通常该方法只会被调用一次，除非手动调用了remove方法之后又调用了get方法，这种情况下，get方法中还是会调用initialValue函数。该函数是protected类型的，很显然是建议在子类重载该函数的，所以通常该函数都会以匿名内部类的形式被重载，以指定初始值，比如：

public class ThreadLocalTest {    private static final ThreadLocal<Integer> value = new ThreadLocal<Integer>() {        @Override        protected Integer initialValue() {            return Integer.valueOf(99);        }    };}

get方法

该方法用来获取与当前线程相关联的ThreadLocal值，如果当前线程没有该ThreadLocal的值，则调用initialValue方法获取初始值返回。其源码如下：

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();}

首先，获取当前线程并赋给t，将t作为参数传入getMap方法，返回一个ThreadLocalMap，getMap源码如下：

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

然后，对返回的ThreadLocalMap进行判断，如果不为空，则将当前ThreadLocal引用作为key以获取对应的Entry，当Entry不为空，返回Entry的值，否则调用setInitialValue方法。源码如下：

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;}

在setInitialValue方法中，首先调用initialValue方法获取其初始值，如果map不为空，将获取到的初始值与之关联，否则调用createMap方法。

void createMap(Thread t, T firstValue) {　　t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);}

注意threadLocals是Thread类的一个成员变量。

remove方法

remove方法用来删除与当前线程关联的ThreadLocal值。在某些情况下，需要手动调用该方法，以防止内存泄露。

ThreadLocalMap

ThreadLocalMap是ThreadLocal的静态内部类，并且其是以ThreadLocal的弱引用来作为key的。其源码如下：

static class ThreadLocalMap {　　static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {　　　　Object value;　　　　Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {　　　　　　super(k);　　　　　　value = v;　　　　}　　　　//...        　　}    }

关于弱引用可参考http://www.cnblogs.com/tianex/p/5115279.html

将ThreadLocal实例设为private static，这样其生命周期就和应用程序一样长，由于ThreadLocal一直会被引用，因此不会被GC回收，也就能保证在任何时候可以根据ThreadLocal弱引用获取到Entry的值，从而避免产生内存泄露。 （否则就只能在调用getEntry或set方法时发现为空的key，或调用remove方法）

 

总结一下ThreadLocal的设计思路：每个Thread维护一个ThreadLocalMap映射表，这个映射表的key是ThreadLocal实例本身，value是真正需要存储的Object。这样设计的优点：

• 这样设计之后每个Map的Entry数量变小了：之前是Thread的数量，现在是ThreadLocal的数量，能提高性能。
• 当Thread销毁之后对应的ThreadLocalMap也就随之销毁了，能减少内存使用量。