深入理解線程本地變量ThreadLocal

ThreadLocal理解：

如果在多線程并發環境中，一個可變對象涉及到共享與競爭，那么該可變對象就一定會涉及到線程間同步操作，這是多線程并發問題。

否則該可變對象將作為線程私有對象，可通過ThreadLocal進行管理，實現線程間私有對象隔離的目的。

可以發現，ThreadLocal并沒有解決多線程并發的問題，因為ThreadLocal管理的可變對象的性質本來就不會涉及到多線程并發而引發的共享、競爭和同步問題，使用ThreadLocal管理只是方便了多線程獲取和使用該私有可變對象的途徑和方式。

ThreadLocal解決的問題：

將一個公共的可變對象，轉換為線程私有的可變對象，防止出現不正確的共享。

《java并發變成實踐》

線程本地(ThreadLocal)變量通常用于防止在基于可變的單體(Singleton)或全局變量的設計中，出現(不正確的)共享。

ThreadLocal的使用場景：

一個可變對象，在每一個線程(或者說多線程環境)中都會被使用，并且，該可變對象無需在各個線程間進行同步，那么，該可變對象就可以通過ThreadLocal進行管理，而此時該可變對象變成多實例對象，與線程一一對應。

ThreadLocal主要方法：

• public T get() { }返回當前線程所對應的線程局部變量

• public void set(T value) { }設置當前線程的線程局部變量的值

• public void remove()｛｝ 將當前線程局部變量的值刪除，目的是為了減少內存的占用，該方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，當線程結束后，對應該線程的局部變量將自動被垃圾回收，所以顯式調用該方法清除線程的局部變量并不是必須的操作，但它可以加快內存回收的速度。

• protected T initialValue() { }返回該線程局部變量的初始值，該方法是一個protected的方法，顯然是為了讓子類覆蓋而設計的。這個方法是一個延遲調用方法，在線程第1次調用get()或set(Object)時才執行，并且僅執行1次。ThreadLocal中的缺省實現直接返回一個null。

ThreadLocal源碼分析：

get方法：

/**


 * Returns the value in the current thread's copy of this
 * thread-local variable.  If the variable has no value for the
 * current thread, it is first initialized to the value returned
 * by an invocation of the {@link #initialValue} method.
 *
 * @return the current thread's value of this thread-local
 */
public T get() {
//獲取當前線程對象
    Thread t = Thread.currentThread();

//從當前線程對象中獲取ThreadLocalMap類型實例對象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);

    if (map != null) {

    //this對象，也就是ThreadLocal對象作為map的key，獲取ThreadLocal管理的可變對象
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }

//map為空，延遲執行初始化方法
    return setInitialValue();
}</code></pre> 

看一下getMap(t)方法：
 
  
/**
     * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
     * InheritableThreadLocal.
     *
     * @param  t the current thread
     * @return the map
     */
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
 
  
補充解釋：
 
  
1、ThreadLocalMap，是ThreadLocal的靜態內部類
 
  
2、ThreadLocalMap把其外部類ThreadLocal的實例對象作為key，把要管理的可變對象作為value
 
  
3、ThreadLocalMap的實例對象，由當前線程對象Thread的實例持有，而不是由ThreadLocal持有
 
  
如下圖源碼截圖進行證明：
 
  
 
 
  
然后繼續看setInitialValue()方法和initialValue()方法：
 
  
/**
     * Variant of set() to establish initialValue. Used instead
     * of set() in case user has overridden the set() method.
     *
     * @return the initial value
     */
    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;
    }
 
  
protected T initialValue() {
        return null;
    }
 
  
補充說明：
 
  
1、initialValue()方法聲明為protected，目的就是讓子類覆蓋重新的，如果不覆蓋重寫，則返回null
 
  
2、如果沒有重寫initialValue()方法，ThreadLocal對象直接調用get()方法，最終從setInitialValue()返回的對象為null
 
  
看一下createMap(t, value)方法：
 
  
/**
     * Create the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
     * InheritableThreadLocal.
     *
     * @param t the current thread
     * @param firstValue value for the initial entry of the map
     */
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
    //直接new一個新的ThreadLocalMap實例，封裝進入當前線程對象t
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
 
  
從上面代碼可以發現，每一個線程對象都有一個專屬自己的ThreadLocalMap對象，而ThreadLocalMap對象存儲了ThreadLocal對象與變量對象。線程對象、ThreadLocalMap對象、ThreadLocal對象、變量對象之間的關系如下圖：
 
  
 
  
最后看一下set(T value)方法：
 
  
/**
     * Sets the current thread's copy of this thread-local variable
     * to the specified value.  Most subclasses will have no need to
     * override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
     * method to set the values of thread-locals.
     *
     * @param value the value to be stored in the current thread's copy of
     *        this thread-local.
     */
    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }
 
  
補充解釋：
 
  
1、set方法用來修改或者初始化ThreadLocal管理的變量對象。
 
  
2、ThreadLocal對象調用get方法獲取變量的，要么重寫initialValue()方法，要么主動調用set方法，否則將返回null。
 
  
參考：
 
  
http://blog.csdn.net/lufeng20/article/details/24314381 (此文爭議比較大，但依然可以作為理解ThreadLocal的素材)
 
  
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920407.html http://www.iteye.com/topic/103804
 
  
 
 
  
來自：http://blog.csdn.net/javaloveiphone/article/details/58600694