技术标签: thread # Java并发编程之美
ThreadLocal是 JDK包提供的,它提供了线程本地变量,也就是说创建了一个 ThreadLocal变量,那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的一个本地副本。当多个线程操作这个变量时,实际操作的是自己本地内存里面的变量,从而避免了线程安全问题。创建一个ThreadLocal变量后,每个线程都会复制一个变量到自己的本地内存.
public class ThreadLocalTest {
static ThreadLocal<String> localVariable = new ThreadLocal<>();
/**
* 打印函数
* @param str str
*/
static void print(String str) {
// 打印当前线程本地内存中 localVariable 变量的值
System.out.println(str + ":" + localVariable.get());
// 清除当前线程本地内存中的 localVariable 变量
localVariable.remove();
}
public static void main(String[] args) {
Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 设置线程 threadA 中本地变量 localVariable 的值
localVariable.set("threadA local variable");
print("threadA");
System.out.println("threadA remove after" + ":" + localVariable.get());
}
});
Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 设置线程 threadB 中本地变量 localVariable 的值
localVariable.set("threadB local variable");
print("threadB");
System.out.println("threadB remove after" + ":" + localVariable.get());
}
});
threadA.start();
threadB.start();
}
}
threadA:threadA local variable
threadB:threadB local variable
threadA remove after:null
threadB remove after:null
看一下ThreadLocal相关的类图:
public class Thread implements Runnable {
// new ThreadLocal 时使用这个, 不支持继承
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
// new InheritableThreadLocal 时使用这个, 支持继承
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;
}
public void set(T value) {
// (1) 获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// (2) 当前线程作为key, 找到对应的线程变量来设置本地属性
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
// (3) 如果第一次调用就创建当前线程的对应的HashMap, 也就是ThreadLocalMap
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
// 这个就是当前线程的内存变量
return t.threadLocals;
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
// 创建的时候也是绑定到当前线程的内存变量
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
public T get() {
// 获取当前线程
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();
}
private T setInitialValue() {
// 初始化为null
T value = initialValue();
// 当前线程
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;
}
public void remove() {
// 获取当前线程
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}
综上所述:
看一个例子
public class ThreadLocalTest2 {
public static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
public static void main(String[] args) {
threadLocal.set("hello world");
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("child thread:" + ":" + threadLocal.get());
}
});
thread.start();
System.out.println("main thread:" + threadLocal.get());
}
}
main thread:hello world
child thread::null
在主线程(父线程)中设置的threadLocal的值, 在子线程中是看不到的.
那怎么在子线程中访问到主线程的threadLocal 值呢? (看 InheritableThreadLocal 类)
把上面的ThreadLocal 类改成 InheritableThreadLocal:
public class ThreadLocalTest3 {
public static ThreadLocal<String> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();
public static void main(String[] args) {
threadLocal.set("hello world");
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("child thread:" + ":" + threadLocal.get());
}
});
thread.start();
System.out.println("main thread:" + threadLocal.get());
}
}
main thread:hello world
child thread::hello world
示例演示完了, 想不想知道InheritableThreadLocal类怎么做到的呢?
在分析之前我们看下:
public class Thread implements Runnable {
// new ThreadLocal 时使用这个, 不支持继承
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
// new InheritableThreadLocal 时使用这个, 支持继承
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;
}
下面就结合源码剖析一下:
1、首先看一下InheritableThreadLocal类的源码
public class InheritableThreadLocal<T> extends ThreadLocal<T> {
protected T childValue(T parentValue) {
return parentValue;
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.inheritableThreadLocals;
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
}
InheritableThreadLocal 类继承了 ThreadLocal 并重写了三个方法;
那就看这三个方法在哪里会用到了.
后两个方法createMap(Thread t, T firstValue)和getMap(Thread t)就不做过多解释了, 和父类ThreadLocal的用法一致, 只是把使用threadLocals换成了inheritableThreadLocals而已.
从 Thread 默认构造函数看起, 因为创建子线程我们 new Thread()
public Thread(Runnable target) {
// (1) 调用初始化方法
init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}
private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
long stackSize, AccessControlContext acc,
boolean inheritThreadLocals) {
...
// (2) 获取主线程, 这里当前线程就是主线程, 因为我们是在main方法中 new Thread()
Thread parent = currentThread();
...
// (3) 如果父线程(主线程) 中inheritableThreadLocals不为空
if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)
// (4) 这里this 就是子线程, 给子线程的 inheritableThreadLocals 变量赋值
this.inheritableThreadLocals =
ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
this.stackSize = stackSize;
tid = nextThreadID();
}
static ThreadLocalMap createInheritedMap(ThreadLocalMap parentMap) {
// (5) 根据主线程的 ThreadLocalMap 创建一个新的 属于子线程的 ThreadLocalMap
return new ThreadLocalMap(parentMap);
}
private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) {
Entry[] parentTable = parentMap.table;
int len = parentTable.length;
setThreshold(len);
table = new Entry[len];
for (int j = 0; j < len; j++) {
Entry e = parentTable[j];
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get();
if (key != null) {
// (6) 调用重写的方法
Object value = key.childValue(e.value);
Entry c = new Entry(key, value);
int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1);
while (table[h] != null)
h = nextIndex(h, len);
table[h] = c;
size++;
}
}
}
}
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