Java-ThreadLocal详解

1、ThreadLocal的作用为：为每一条线程分配独立的资源，与synchronized方式不同，ThreadLocal是典型的以空间换时间的做法，而synchronized方式则是以时间换空间，ThreadLocal方式避免了多个线程之间资源共享时可能会发生的问题。

2、这个线程往往横跨多个层(web,service,dao等)，例如客户端浏览器的request和respons均属于一个线程，他们均采用的是ThreadLocal方式在多个层之间传递信息，也就意味着在这同一个线程的多个层可以共享同一个资源。

3、每一个线程都不能访问其他线程ThreadLocal对象的资源，该线程的资源存储用map方式实现，因为获取的ThreadLocaMap是当前线程绑定的。该map集合的键为当前线程的各个ThreadLocal对象。

4、例如下面代码的t1和t2对象，且key不可自定义，key默认为当前线程当前调用的ThreadLocal对象，只有满足了当前线程以及当前对象这两个条件后，才能通过当前对象这个默认的key，取出这个线程在使用这个ThreadLocal对象存进去的值。这也就是为什么只有当前线程通过该ThreadLocal对象能够访问该资源的原因，例如面代码的t1.get()

public class ConnectionManager {

       创建两个当前线程的map集合的操作对象t1和t2，也即只属于当前线程的键值对，该资源为当前线程独享
    只能通过当前线程下对应的对象作为key取出value，而key是默认的，所以可以直接写成t1.get()
    尖括号里面规定了操作的对象为Connection对象。

    static ThreadLocal t1 = new ThreadLocal<>();
    static ThreadLocal t2 = new ThreadLocal<>();
    
    该方法返回一个当前线程共用的connection对象
    public static Connection getConnectionByThread() throws SQLException {
        直接从当前线程的map集合中取出一条连接对象
        Connection connection = t1.get();
        如果当前线程的map集合中还没有连接对象，connection的值会为null
        则从连接池获得一条连接对象，通过set方法放入到该线程专用的map集合中
        if(connection==null){
            connection = C3P0Util.getConnection();
            t1.set(connection);
        }
        return connection;
    }
    
    该getConnectionByThread2方法同理，这里是为了演示一个线程可以创建多个ThreadLocal对象
    public static Connection getConnectionByThread2() throws SQLException {
        Connection connection = t2.get();
        if(connection==null){
            connection = C3P0Util.getConnection();
            t2.set(connection);
        }
        return connection;
    }


---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------    


    好了我们通过源码来看看get方法都做了什么

    public T get() {
        首先获取当前线程，这是区分各线程资源的第一步
        Thread t = Thread.currentThread();
        接下来通过获取到的线程t获得当前线程的map集合，这是之所以能区分各线程资源的原因，因为t是当前线程，所以获取到的ThreadLocalMap永远是本线程的。
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        接下来判断这个获得的map集合是否为空
        if (map != null) {
            如果不为空，则调用getEntry方法把当前ThreadLocal对象作为key(也就是this)获取该ThreadLocal对象对应的value值
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                e不为空说明存在与该this对应的value，将其取出，赋值给result
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                返回该结果
                return result;
            }
        }
        如果上面的两个if都不符合，说明该key对应的value为空或者该map集合为空，则继续调用setInitialValue方法
        return setInitialValue();
    }
    
    那么上面提到的setInitialValue方法又是何许人也？
    private T setInitialValue() {
        可见下面的代码，调用initialValue方法返回的是null，并将其赋值给value
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            如果这里的map不为空说明是get()方法里面的e为空，说明没有该对象的键值对
            将当前的ThreadLocal对象作为key，刚刚通过initialValue方法取得的value作为值添加到集合里面去
            map.set(this, value);
        else
            如果map为空，则调用createMap方法生成初始化的map集合，createMap方法见代码最后
            createMap(t, value);
        return value;
    }
    
    可见，调用initialValue方法返回的是一个null，也就是默认的value值为null
    这里专门写一个initialValue用来返回一个null而不是直接给value赋值为null的目的是希望其子类覆盖该方法，自定义该value值
    protected T initialValue() {
        return null;
    }
    

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------    


    说完ThreadLocal的get方法，我们再来看看他的set方法，set方法比get方法容易理解一些

    public void set(T value) {
        同样是获取当前线程从而获取当前线程的map集合
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        如果map集合不为空，则可以直接以当前ThreadLocal对象为key，以传进来的自定义value作为value，增加一对该ThreadLocal对象的键值对
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            如果map为空，则调用createMap方法创建一个map集合，键为当前ThreadLocal对象，值为传进来的自定义value
            createMap(t, value);
    }
    
    创建一个集合，以当前ThreadLocal对象作为key，以调用该方法的对象传进来的value作为值生成一个map
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
}