个人博客导航页（点击右侧链接即可打开个人博客）：大牛带你入门技术栈 

Java中的ThreadLocal类允许我们创建只能被同一个线程读写的变量。因此，如果一段代码含有一个ThreadLocal变量的引用，即使两个线程同时执行这段代码，它们也无法访问到对方的ThreadLocal变量。

 

创建ThreadLocal变量

[code]private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal();

我们可以看到，通过这段代码实例化了一个ThreadLocal对象。我们只需要实例化对象一次，并且也不需要知道它是被哪个线程实例化。虽然所有的线程都能访问到这个ThreadLocal实例，但是每个线程却只能访问到自己通过调用ThreadLocal的set()方法设置的值。即使是两个不同的线程在同一个ThreadLocal对象上设置了不同的值，他们仍然无法访问到对方的值。

 

访问ThreadLocal变量

一旦创建了一个ThreadLocal变量，你可以通过如下代码设置某个需要保存的值：

[code]myThreadLocal.set("A thread local value”);

可以通过下面方法读取保存在ThreadLocal变量中的值：

[code]String threadLocalValue = (String) myThreadLocal.get();

 

为ThreadLocal指定泛型类型

我们可以创建一个指定泛型类型的ThreadLocal对象，这样我们就不需要每次对使用get()方法返回的值作强制类型转换了。下面展示了指定泛型类型的ThreadLocal例子：

[code]private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal<String>();

现在我们只能往ThreadLocal对象中存入String类型的值了。并且我们从ThreadLocal中获取值的时候也不需要强制类型转换了。

 

初始化ThreadLocal变量的值

由于在ThreadLocal对象中设置的值只能被设置这个值的线程访问到，线程无法在ThreadLocal对象上使用set()方法保存一个初始值，并且这个初始值能被所有线程访问到。

但是我们可以通过创建一个ThreadLocal的子类并且重写initialValue()方法，来为一个ThreadLocal对象指定一个初始值。就像下面代码展示的那样：

[code]private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal<String>() {
@Override
protected String initialValue() {
return "This is the initial value";
}
};

 

多个线程局部变量 ThreadLocal 的使用

不同的线程局部变量，比如说声明了n个(n>=2)这样的线程局部变量threadlocal，那么在Thread中的threadlocals中是怎么存储的呢？threadlocalmap中是怎么操作的？

在ThreadLocal的set函数中，可以看到，其中的map.set(this, value);把当前的threadlocal传入到map中作为key，也就是说，在不同的线程的threadlocals变量中，都会有一个以你所声明的那个线程局部变量threadlocal作为键的key-value。假设说声明了N个这样的线程局部变量变量，那么在线程的ThreadLocalMap中就会有n个分别以你的线程局部变量作为key的键值对。

 

ThreadLocal实现原理

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

在set方法内部我们看到，首先通过getMap(Thread t)方法获取一个和当前线程相关的ThreadLocalMap，然后将变量的值设置到这个ThreadLocalMap对象中，当然如果获取到的ThreadLocalMap对象为空，就通过createMap方法创建。

线程隔离的秘密，就在于ThreadLocalMap这个类。

[code]/**
* ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for
* maintaining thread local values. No operations are exported
* outside of the ThreadLocal class. The class is package private to
* allow declaration of fields in class Thread.  To help deal with
* very large and long-lived usages, the hash table entries use
* WeakReferences for keys. However, since reference queues are not
* used, stale entries are guaranteed to be removed only when
* the table starts running out of space.
*/
static class ThreadLocalMap {

/**
* The entries in this hash map extend WeakReference, using
* its main ref field as the key (which is always a
* ThreadLocal object).  Note that null keys (i.e. entry.get()
* == null) mean that the key is no longer referenced, so the
* entry can be expunged from table.  Such entries are referred to
* as "stale entries" in the code that follows.
*/
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
/**
* The value associated with this ThreadLocal.
*/
Object value;

Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}

ThreadLocalMap(ThreadLocal firstKey, Object firstValue) {
table = new ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

/**
* Get the entry associated with key.  This method
* itself handles only the fast path: a direct hit of existing
* key. It otherwise relays to getEntryAfterMiss.  This is
* designed to maximize performance for direct hits, in part
* by making this method readily inlinable.
*
* @param key the thread local object
* @return the entry associated with key, or null if no such
*/
private ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry getEntry(ThreadLocal key) {
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry e = table[i];
if (e != null && e.get() == key)
return e;
else
return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}

}

ThreadLocalMap是ThreadLocal类的一个静态内部类，它实现了键值对的设置和获取（ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for maintaining thread local values.），每个线程中都有一个独立的ThreadLocalMap副本，它所存储的值，只能被当前线程读取和修改。ThreadLocal类通过操作每一个线程特有的ThreadLocalMap副本，从而实现了变量访问在不同线程中的隔离。因为每个线程的变量都是自己特有的，完全不会有并发错误。还有一点就是，ThreadLocalMap存储的键值对中的键是this对象指向的ThreadLocal对象，而值就是你所设置的对象了。

为了加深理解，我们接着看上面代码中出现的getMap和createMap方法的实现：

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

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

代码已经说的非常直白，就是获取和设置Thread内的一个叫threadLocals的变量，而这个变量的类型就是ThreadLocalMap，这样进一步验证了上文中的观点：每个线程都有自己独立的ThreadLocalMap对象。打开java.lang.Thread类的源代码，我们能得到更直观的证明：

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

那么接下来再看一下ThreadLocal类中的get()方法，代码是这么说的：

[code]public T get() {
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() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}

这两个方法的代码告诉我们，在获取和当前线程绑定的值时，ThreadLocalMap对象是以this指向的ThreadLocal对象为键进行查找的，这当然和前面set()方法的代码是相呼应的。

设置到这些线程中的隔离变量，会不会导致内存泄漏呢？ThreadLocalMap对象保存在Thread对象中，当某个线程终止后，存储在其中的线程隔离的变量，也将作为Thread实例的垃圾被回收掉，所以完全不用担心内存泄漏的问题。

最后再提一句，ThreadLocal变量的这种隔离策略，也不是任何情况下都能使用的。如果多个线程并发访问的对象实例只允许也只能创建那么一个，那就没有别的办法了，老老实实的使用同步机制来访问吧。

附Java/C/C++/机器学习/算法与数据结构/前端/安卓/Python/程序员必读/书籍书单大全：

（点击右侧 即可打开个人博客内有干货）：技术干货小栈
=====>>①【Java大牛带你入门到进阶之路】<<====
=====>>②【算法数据结构+acm大牛带你入门到进阶之路】<<===
=====>>③【数据库大牛带你入门到进阶之路】<<=====
=====>>④【Web前端大牛带你入门到进阶之路】<<====
=====>>⑤【机器学习和python大牛带你入门到进阶之路】<<====
=====>>⑥【架构师大牛带你入门到进阶之路】<<=====
=====>>⑦【C++大牛带你入门到进阶之路】<<====
=====>>⑧【ios大牛带你入门到进阶之路】<<====
=====>>⑨【Web安全大牛带你入门到进阶之路】<<=====
=====>>⑩【Linux和操作系统大牛带你入门到进阶之路】<<=====

天下没有不劳而获的果实，望各位年轻的朋友，想学技术的朋友，在决心扎入技术道路的路上披荆斩棘，把书弄懂了，再去敲代码，把原理弄懂了，再去实践，将会带给你的人生，你的工作，你的未来一个美梦。

• 点赞
• 收藏
• 分享
• 文章举报

JKX_geek 发布了83 篇原创文章 · 获赞 17 · 访问量 4914 私信 关注