java 中 ThreadLocal 的简单理解

ThreadLocal

• 从 JDK1.2 版本开始提供了 ThreadLocal 类，以一种新的思路解决多线程并发问题。使用 ThreadLocal 实例维护多线程变量时，不会出现线程安全问题。虽然多个线程共用一个 ThreadLocal 实例，但在变量的使用上，各线程之间对变量不可见。

ThreadLocal 的使用

ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();

• ThreadLocal 提供无参的构造函数进行实例创建。在使用方面，该类也仅提供了几个简单的方法进行操作：

  1. set 方法：threadLocal.set("threadLocal test") 对 ThreadLocal 进行值得设置。
  2. get 方法：Object test = threadLocal.get() 进行值得获取。
  3. remove 方法：threadLocal.remove(); 删除对应线程中存储的值。

• 在 JDK1.5 版本开始，ThreadLocal 提供泛型的支持，在获取值时不再需要需要进行类型强转。

ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal();
threadLocal.set("threadLocal test");
String test = threadLocal.get();

源码浅析

• 通过构造函数我们发现，ThreadLocal 在构造函数中并没有做任何操作，所以我们从 set 方法作为入口进行分析。

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

通过 set 方法我们可以看到，ThreadLocal 实际是在其内部维护了一个 ThreadLocalMap 实例进行变量的存储，并把该实例与线程进行绑定。在 ThreadLocalMap 中 key 的值为 this，也就是当前线程的 ThreadLocal 实例，value 为当前设置的值

• 在 get 方法中，通过调用 ThreadLocalMap map = getMap(t); 获取当前线程绑定的 ThreadLocalMap 实例，并获取 value 值。

• 值得注意的是 ThreadLocal 同一线程只能存储一个值，如果需要存储多个值，可以考虑封装成一个对象进行存储。

默认值

• ThreadLocal 通过 protected T initialValue() 方法进行 value 的初始化。

protected T initialValue() {
    return null;
}

• 通过源码我们可以看到，该方法直接返回 null。所以在创建实例后直接调用 get 方法时，我们得到的是空值。如果我们需要在 ThreadLocal 实例创建的时候进行初始化，可以通过继承 ThreadLocal 并重写 initialValue() 方法即可。
• 那么 initialValue() 方法在何时进行调用的呢？通过查找源码我们在 get 方法中看到了该方法的调用。

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(); 

• 通过 get 方法执行流程可以看到，当 ThreadLocal 创建实例的时候，ThreadLocalMap map = getMap(t); 返回的 map 值肯定为空，所以执行 setInitialValue(); 并返回，我们进入该方法：

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

• 从 setInitialValue 方法实现可以看到，在该方法中调用了 initialValue 返回了我们自定义的返回值，并设置到 ThreadLocalMap 实例中。

• 通过上面的查看源码可以发现，ThreadLocal 在设置初始化值时，需要在第一次调用 get 方法时才会进行初始化，而不是在实例创建的时候进行初始化。

以上即为个人对 ThreadLocal 的简单理解。