ThreadLocal

ThreadLocal，直译为“线程本地”或“本地线程”，如果你真的这么认为，那就错了！其实，它就是一个容器，用于存放线程的局部变量。

ThreadLocal使用场合主要解决多线程中数据因并发产生不一致的问题。ThreadLocal为每个线程的中并发访问的数据提供一个副本，通过访问副本来运行业务，这样的结果是耗费了内存，但大大减少了线程同步所带来的线程消耗，也介绍了线程并发控制的复杂度。

通过ThreadLocal.set()将新创建的对象的引用保存到各线程的自己的一个map(Thread类中的ThreadLocal.ThreadLocalMap的变量)中，每个线程都有这样一个map，执行ThreadLocal.get()时，各线程从自己的map中取出放进去的对象，因此取出来的是各自自己线程中的对象，ThreadLocal实例是作为map的key来使用的。

static class ThreadLocalMap {

    static class Entry extends WeakReference> {
        /** The value associated with this ThreadLocal. */
        Object value;
        // 以ThreadLocal作为key
        Entry(ThreadLocal k, Object v) {
            super(k);
            value = v;
        }
    }
}

每个Thread中都对应有一个ThreadLocalMap，这个map存储该线程的局部变量：

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

get方法

public T get() {
    // 获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 获取当前线程的ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        // 根据ThreadLocal获取map中对应的Entry
        // 从而得到线程中局部变量val
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    // 如果map为空，初始化map并返回默认值
    return setInitialValue();
}

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

private Entry getEntry(ThreadLocal key) {
    // 通过ThreadLocal的hash值和tab长度做与操作来获取index
    //（和hashmap获取index一样）
    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
    Entry e = table[i];
    if (e != null && e.get() == key)
        return e;
    else
        return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}

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;
}

// 该方法可重写，自定义默认值
protected T initialValue() {
    return null;
}

ThreadLocal中的hash值声明如下：

private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();

private static int nextHashCode() {
    // private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();
    return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}

set方法

public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

ThreadLocal应用

参考文章ThreadLocal 那点事儿（续集）