Android笔记——ThreadLocal原理浅析

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ThreadLocal简介

ThreadLocal一般在开发中不是很常见，但是了解过Android消息机制的应该都看过Handler及Looper的源码，在Looper源码里有出现过:

static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal();

ThreadLocal源码给出的定义（英文翻译的有点渣）：一个为线程本地提供数据的类，这些数据从每个线程获取到的都是不同的，每个线程独立初始化这些数据的副本。简单来说就是ThreadLocal为不同线程存储数据，并且每个线程存储的数据是独立的，修改互不影响其他线程。

举个栗子

import android.os.Bundle;
import android.support.annotation.Nullable;
import android.support.v4.app.FragmentActivity;
import android.util.Log;
import player.video.wzh.com.videoplayer.R;

public class ThreadLocalAct extends FragmentActivity {
    public String TAG = "wenzhihao";
    /**
     * 定义ThreadLocal
     */
    private ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal(){
        @Override
        protected Student initialValue() {
            return new Student("NULL");
        }
    };
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.act_threadlocal);
        /**
         * 在主线程设置一个对象
         */
        threadLocal.set(new Student("张三"));
        initTest();
    }

    private void initTest() {
        Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get().toString());
        /**
         * 开启一个子线程获取Student
         */
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get().toString());
            }
        }.start();
        /**
         * 开启一个子线程再set一个Student
         */
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                threadLocal.set(new Student("丽丽"));
                Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get().toString());
            }
        }.start();

        Log.e(TAG,Thread.currentThread().getName()+"-->"+threadLocal.get().toString());
    }

    public class Student{
        public Student(String name) {
            this.name = name;
        }
        public String name ;
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
        @Override
        public String toString() {
            return "Student{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    '}';
        }
    }
}

运行结果（结果具有随机性，线程非顺序执行）：

E/wenzhihao: main---------Student{name='张三'}
E/wenzhihao: Thread-1200---------Student{name='NULL'}
E/wenzhihao: main---------Student{name='张三'}
E/wenzhihao: Thread-1201---------Student{name='丽丽'}

这这个栗子首先创建一个ThreadLocal，并重新了initialValue方法，如果不重写此方法，上来就get会报错，等于给它初始化。在主线程去set一个Student对象，然后开启2个子线程，一个线程去直接从ThreadLocal取数据，一个线程先设置另一个Student对象再去取数据，最后在主线程打印取出的数据。

结果证明在一个线程存储数据只能在当前线程有效，并不影响其他线程的数据。

源码分析

ThreadLocal存储的是数据，创建的时候需要为其指定泛型，最核心的方法应该就是set和get了，set是往当前线程保存数据，get是从当前线程获取数据。

T get() ——从当前线程获取数据

/**
 * 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() {
     //获取当前操作所在的线程对象
    Thread t = Thread.currentThread();
    //ThreadLocalMap 是一个内部类，内部有一个数组，数组里面存储的是Entry，该类继承自弱引用,
    //内部是以键值对形式存储数据，键就是ThreadlLocal，值就是要存储的对象，每个线程都定义有这么一个对象
    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;
        }
    }
    //取出当前线程保存的数据返回，否则就创建初始值
    //setInitialValue()内部调用initialValue() ，这里看出我们为什么要在创建时候重写initialValue()方法了，不重写默认返回null

    return setInitialValue();
}

ThreadLocalMap getMap(Thread t) ——获取该线程的ThreadLocalMap 对象

/**
 * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in
 * InheritableThreadLocal.
 *
 * @param  t the current thread
 * @return the map
 */
//每个线程都持有这么一个对象
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
 }

void set(T value) ——为该线程存储数据

/**
 * 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);
}
//获取当前线程的ThreadLocalMap，把数据对象存到这个数据结构中

void remove()——移除当前线程ThreadLocal存储的数据

/**
 * Removes the current thread's value for this thread-local
 * variable.  If this thread-local variable is subsequently
 * {@linkplain #get read} by the current thread, its value will be
 * reinitialized by invoking its {@link #initialValue} method,
 * unless its value is {@linkplain #set set} by the current thread
 * in the interim.  This may result in multiple invocations of the
 * {@code initialValue} method in the current thread.
 *
 * @since 1.5
 */
//获取当前线程的ThreadLocalMap，把数据对象从改线程移除掉
 public void remove() {
     ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
     if (m != null)
         m.remove(this);
 }

通过源码分析可以看出，其实ThreadLocal在每个线程的数据操作，都是在操作每个线程的ThreadLocalMap ，每个线程都有一个ThreadLocalMap ，每个ThreadLocalMap 都有一个table数组存储着数据，set和get操作其实就是在这个table数组进行数据的操作（table数组存储的对象是Entry虚引用以键值对存储数据，键——ThreadLocalMap 自身，值——存储的对象），所以ThreadLocal可以在多个线程中互不干扰的操作自己的数据。

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