线程本地存储(Thread Local Storage)

问题

如果一段代码中所需要的数据必须与其他代码共享,那么就需要看这些共享数据的代码能否在同一个线程中执行,如果能保证,那么我们就可以把共享数据的可见范围限制在同一线程之内,这样无须同步也能保证线程之间不出现数据的争用问题。

实现

在java中可以通过java.lang.ThreadLocal类来实现线程本地存储的功能。每个线程的Thread对象中都有一个ThreadLocalMap对象,这个对象存储了一组以TreadLocal.threadLocalHashCode为键,以本地线程变量为值的K-V值对,每一个ThreadLocal对象都包含了一个独一无二的threadLocalHashCode值,使用这个值就可以在线程K-V值对中找到对应的本地线程变量。

源码分析

测试代码

public class TestThreadLocal {
    private static final ThreadLocal<Integer> value = new ThreadLocal<Integer>() {
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 0;
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(new TestThread(i)).start();
        }
    }

    static class TestThread implements Runnable {
        private int index;

        public TestThread(int index) {
            this.index = index;
        }

        public void run() {
            System.out.println("线程" + index + "的累加前:" + value.get());
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                value.set(value.get() + i);
            }
            System.out.println("线程" + index + "的累加后:" + value.get());
        }
    }
}

结果

Paste_Image.png

从上面的代码运行结果可以看出,各个线程的value值是相互独立的,本线程的累加操作不会影响到其他线程的值。

如何实现呢

这是JDK1.8版本的ThreadLocal的get()方法

public T get() {
        //获取到当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //以当前线程为key拿到该线程自己的ThreadLocalMap对象
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            //根据ThreadLocal.threadLocalHashCode拿到Entry 
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                //Entry不为空,则返回value
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
 //ThreadLocalMap 为空或者e为空,则通过initialValue函数获取初始值value,
//然后用ThreadLocal的引用和value作为key和value创建一个新的Map
        return setInitialValue();
    }

//getEntry()方法。根据ThreadLocal.threadLocalHashCode拿到Entry 
 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
                return getEntryAfterMiss(key, i, e);
        }

 //setInitialValue()方法。ThreadLocalMap 为空或者e为空,则通过initialValue函数获取初始值value,
//然后用ThreadLocal的引用和value作为key和value创建一个新的Map
 private T setInitialValue() {
        //value默认是NULL
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }

以上就是get()方法的流程:
① 获取当前线程
②然后根据当前线程获取ThreadLocalMap
③如果获取的ThreadLocalMap不为空,则在ThreadLocalMap中以ThreadLocal.threadLocalHashCode为key拿到Entry,最后获取到value。如果ThreadLocalMap为空或者e为空,则转为④
④通过initialValue函数获取初始值value,然后用ThreadLocal的引用和value作为key和value创建一个新的Map

接下来看下ThreadLocal的set()方法

    public void set(T value) {
        //获取到当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //拿到当前线程的ThreadLocalMap 
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            //不为空,调用ThreadLocalMap 的set()方法设置值,代码在下面
            map.set(this, value);
        else
          //为空,用ThreadLocal的引用和value作为key和value创建一个新的Map
            createMap(t, value);
    }

//ThreadLocalMap 的set()方法
 private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {      
            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)]) {
                ThreadLocal<?> k = e.get();

                if (k == key) {
                  //key一样,覆盖掉以前的值
                    e.value = value;
                    return;
                }

                if (k == null) {
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }

            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }

参考

周志明:《深入理解Java虚拟机》

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,639评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,277评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,221评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,474评论 1 283
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,570评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,816评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,957评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,718评论 0 266
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,176评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,511评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,646评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,322评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,934评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,755评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,987评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,358评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,514评论 2 348

推荐阅读更多精彩内容

  • Android Handler机制系列文章整体内容如下: Android Handler机制1之ThreadAnd...
    隔壁老李头阅读 7,623评论 4 30
  • 从三月份找实习到现在,面了一些公司,挂了不少,但最终还是拿到小米、百度、阿里、京东、新浪、CVTE、乐视家的研发岗...
    时芥蓝阅读 42,213评论 11 349
  • 前言 ThreadLocal很多同学都搞不懂是什么东西,可以用来干嘛。但面试时却又经常问到,所以这次我和大家一起学...
    liangzzz阅读 12,426评论 14 228
  • Spring Cloud为开发人员提供了快速构建分布式系统中一些常见模式的工具(例如配置管理,服务发现,断路器,智...
    卡卡罗2017阅读 134,633评论 18 139
  • 刚睁开眼睛,拿过手机看了眼天气预报,西北风9米/秒,窗子呼啦呼啦地响。脚下我的猫依偎着我,慵懒地睁开眼睛冲我打了个...
    想睡懒觉的老少女阅读 299评论 0 0