ThreadLocal原理解析

public class ThreadLocal<T> {
    // 创建ThreadLocal对象时立马初始化threadLocalHashCode
    private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
    // 所有ThreadLocal对象共享
    private static AtomicInteger nextHashCode =
        new AtomicInteger();
    // 魔数，自增步长
    private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
    // 每次自增固定的值
    private static int nextHashCode() {
        return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
    }
}
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public void set(T value) {
        // 获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        // 获取线程中的ThreadLocalMap容器对象
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        // 如果线程中已经有这个ThreadLocalMap容器对象了，那么直接把数据存进去
        if (map != null) {
            // 注意，这里的this指的就是当前的ThreadLocal对象本身
            map.set(this, value);
        } else {
            // 如果当前线程中还没有这个ThreadLocalMap容器对象，那么就现在创建一个
            createMap(t, value);
        }
    }
// 说明ThreadLocalMap是线程中的一个对象
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
// 创建一个ThreadLocalMap容器对象，并且赋值给指定线程
void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
// 创建ThreadLocalMap容器对象
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            // 初始化table数组
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            // 通过threadLocalHashCode计算目标索引值
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            // 把ThreadLocal对象作为key，需要存储在线程中的数据作为value
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }
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private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            // 计算索引值
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
            // 在这个for循环中，只判断了
            // 1.索引值下的key是否和当前ThreadLocal相等
            // 2.索引值下的key是否为null
            // 那么剩下的情况就是产生了hash冲突的情况
            for (Entry e = tab[i];
                 e != null;
                 // 3.如果产生hash冲突了，那么需要计算下一个目标索引位置下的Entry
                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                // 获取目标索引值下的key
                ThreadLocal<?> k = e.get();
                // 1.如果和当前的ThreadLocal是一个对象，那么直接取值
                if (k == key) {
                    e.value = value;
                    return;
                }
                // 2.如果这个索引值下的key已经被回收掉了，那么肯定是直接覆盖掉这个位置
                if (k == null) {
                    // replaceStaleEntry里面做了一些清理工作
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }
            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }
// 写一个索引值就是一直向后自增，超过了整个容器大小，又回到索引0位置。
// 注意：容器是有扩容策略的，如果ThreadLocal数量不是特别多的话，一般是不会到0索引位的。
 private static int nextIndex(int i, int len) {
            return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
        }
// 检查是否需扩容
private void rehash() {
  expungeStaleEntries();
  // 检查是否大于等于四分之三
  if (size >= threshold - threshold / 4)
    // 扩容
    resize();
}
// 扩容就是创建一个原来长度两倍的数组
private void resize() {
  Entry[] oldTab = table;
  int oldLen = oldTab.length;
  int newLen = oldLen * 2;
  Entry[] newTab = new Entry[newLen];
  int count = 0;
  for (Entry e : oldTab) {
    if (e != null) {
      ThreadLocal<?> k = e.get();
      if (k == null) {
        e.value = null; // Help the GC
      } else {
        int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);
        while (newTab[h] != null)
          h = nextIndex(h, newLen);
        newTab[h] = e;
        count++;
      }
    }
  }
  setThreshold(newLen);
  size = count;
  table = newTab;
}
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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
        new Thread(
                        () -> {
                            // 创建一个ThreadLocal对象
                            ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
                            threadLocal.set("hello world");
                            // 让ThreadLocal对象没有任何强引用
                            threadLocal = null;
                            System.gc();
                            // 获取当前线程
                            Thread currentThread = Thread.currentThread();
                            // 可以在这一行打断点，查看currentThread里面的threadLocals对象
                            countDownLatch.countDown();
                        })
                .start();
        countDownLatch.await();
    }
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ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
try{
  threadLocal.set("hello world");
  // todo
}finally{
  threadLocal.remove();
}
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