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一：ThreadLocal的簡要介紹及使用

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Java中的ThreadLocal類允許我們創建只能被同一個線程讀寫的變量。因此，如果一段代碼含有一個ThreadLocal變量的引用，即使兩個線程同時執行這段代碼，它們也無法訪問到對方的ThreadLocal變量。

ThreadLocal的常見用法：

• 存儲單個線程上下文信息。比如存儲id等；
• 使變量線程安全。變量既然成為了每個線程內部的局部變量，自然就不會存在并發問題了；
• 減少參數傳遞。比如做一個trace工具，能夠輸出工程從開始到結束的整個一次處理過程中所有的信息，從而方便debug。由于需要在工程各處隨時取用，可放入ThreadLocal。（如果想要當前線程的子線程共享父線程的變量，可以使用InheritableThreadLocal）

如何創建ThreadLocal變量

以下代碼展示了如何創建一個ThreadLocal變量：

private ThreadLocal my = new ThreadLocal();

我們可以看到，通過這段代碼實例化了一個ThreadLocal對象。我們只需要實例化對象一次，并且也不需要知道它是被哪個線程實例化。雖然所有的線程都能訪問到這個ThreadLocal實例，但是每個線程卻只能訪問到自己通過調用ThreadLocal的set()方法設置的值。即使是兩個不同的線程在同一個ThreadLocal對象上設置了不同的值，他們仍然無法訪問到對方的值。

如何訪問ThreadLocal變量

一旦創建了一個ThreadLocal變量，你可以通過如下代碼設置某個需要保存的值：

my.set("A thread local value”);

可以通過下面方法讀取保存在ThreadLocal變量中的值：

String val = (String) my.get();

get()方法返回一個Object對象，set()對象需要傳入一個Object類型的參數。

為ThreadLocal指定泛型類型

我們可以創建一個指定泛型類型的ThreadLocal對象，這樣我們就不需要每次對使用get()方法返回的值作強制類型轉換了。下面展示了指定泛型類型的ThreadLocal例子：

private ThreadLocal my = new ThreadLocal<String>();

現在我們只能往ThreadLocal對象中存入String類型的值了。

并且我們從ThreadLocal中獲取值的時候也不需要強制類型轉換了。

如何初始化ThreadLocal變量的值

由于在ThreadLocal對象中設置的值只能被設置這個值的線程訪問到，線程無法在ThreadLocal對象上使用set()方法保存一個初始值，并且這個初始值能被所有線程訪問到。

但是我們可以通過創建一個ThreadLocal的子類并且重寫initialValue()方法，來為一個ThreadLocal對象指定一個初始值。這樣就可以所有線程共享這個初始化值。代碼如下：

ThreadLocal<String> my = new ThreadLocal<String>() {@Overrideprotected String initialValue() {return "init val.";}};

一個完整的ThreadLocal例子

public class Demo03 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Runnable runnable = new Runnable() {private ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>() {@Overrideprotected String initialValue() {return "init val.";}};@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+threadLocal.get());String val = new Random().nextDouble()+"";System.out.println(Thread.currentThread().getName()+val);threadLocal.set(val);try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+threadLocal.get());}};for(int i=1;i<10;i++) {new Thread(runnable).start();}} }

關于InheritableThreadLocal

InheritableThreadLocal類是ThreadLocal類的子類。ThreadLocal中每個線程擁有它自己的值，與ThreadLocal不同的是，InheritableThreadLocal允許一個線程以及該線程創建的所有子線程都可以訪問它保存的值。

【注：所有子線程都會繼承父線程保存的ThreadLocal值】

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二：ThreadLocal的原理

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ThreadLocal的源碼分析

1.每個Thread對象內部維護一個ThreadLocalMap這樣的一個<key=ThreadLocal對象，value=要存儲的value> Map。

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained* by the ThreadLocal class. */ ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

2.當我們調用ThreadLocal對象的get()方法時，先獲取當前線程，然后獲取到當前線程的ThreadLocalMap對象，如果非空，則取出ThreadLocal的value，否則進行初始化并返回

private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>();public static void main(String[] args) {threadLocal.get();threadLocal.set("set值");}public T get() {Thread t = Thread.currentThread();//獲取當前線程的ThreadLocalMap 引用：return t.threadLocals;ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {//當前ThreadLocalMap不為空，直接取值并返回@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T)e.value;return result;}}//ThreadLocalMap為空，則進行初始化，并返回return setInitialValue();}

3.當我們調用set方法時，直接將鍵值對放入Map即可（Map為空則先創建）

public void set(T value) {Thread t = Thread.currentThread();//獲取當前線程的ThreadLocalMap 引用ThreadLocalMap map = getMap(t);//map不為空，直接設值，為空則創建mapif (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value); }

4.需要注意的是，ThreadLocalMap的Entry，維護了ThreadLocal的弱引用，當調用ThreadLocal的remove()方法時，會清除當前線程的當前ThreadLocal的Entry，垃圾回收就會回收Entry的對應的value對象。

為防止內存泄漏，ThreadLocal需要手動去釋放資源

//ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {/** The value associated with this ThreadLocal. */Object value;Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {super(k);value = v;}}public void testThreadLocal() {ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<String>();//當ThreadLocal不再使用后，為防止內存泄漏，建議手動清空//方式1：清除當前ThreadLocal在ThreadLocalMap中的鍵值對(Entry)threadLocal.remove();//方式2：將ThreadLocal引用置為nullthreadLocal = null; }

拓展：

ThreadLocalMap的Hash沖突怎么解決？

Hash沖突怎么解決
和HashMap的最大的不同在于，ThreadLocalMap結構非常簡單，沒有next引用，也就是說ThreadLocalMap中解決Hash沖突的方式并非鏈表的方式，而是采用線性探測的方式，所謂線性探測，就是根據初始key的hashcode值確定元素在table數組中的位置，如果發現這個位置上已經有其他key值的元素被占用，則利用固定的算法尋找一定步長的下個位置，依次判斷，直至找到能夠存放的位置。
ThreadLocalMap解決Hash沖突的方式就是簡單的步長加1或減1，尋找下一個相鄰的位置。

/*** Increment i modulo len.*/ private static int nextIndex(int i, int len) {return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0); }/*** Decrement i modulo len.*/ private static int prevIndex(int i, int len) {return ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1); }

另一個寫的較好的博文：
https://blog.csdn.net/qq_23315711/article/details/78642171

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java ThreadLocal的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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