5.2 ThreadLocalMap#set
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) { // 新引用指向 table Entry[] tab = table; int len = tab.length; // 获取对应 ThreadLocal 在table 中的索引 int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); /** * 从该下标开始循环遍历 * 1、如遇相同key,则直接替换value * 2、如果该key已经被回收失效,则替换该失效的key */ for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { ThreadLocal<?> k = e.get(); // 找到内存地址一样的 ThreadLocal,直接替换 if (k == key) { e.value = value; return; } // 若 k 为 null,说明 ThreadLocal 被清理了,则替换当前失效的 k if (k == null) { replaceStaleEntry(key, value, i); return; } } // 找到空位,创建节点并插入 tab[i] = new Entry(key, value); // table内元素size自增 int sz = ++size; // 达到阈值(数组大小的三分之二)时,执行扩容 if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) rehash(); }
注意通过 hashCode 计算的索引位置 i 处如果已经有值了,会从 i 开始,通过 +1 不断的往后寻找,直到找到索引位置为空的地方,把当前 ThreadLocal 作为 key 放进去。
6 get
public T get() { // 获取当前线程 Thread t = Thread.currentThread(); // 获取当前线程对应的ThreadLocalMap ThreadLocalMap map = getMap(t); // 如果map不为空 if (map != null) { // 取得当前ThreadLocal对象对应的Entry ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); // 如果不为空,读取当前 ThreadLocal 中保存的值 if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") T result = (T)e.value; return result; } } // 否则都执行 setInitialValue return setInitialValue(); }
setInitialValue
private T setInitialValue() { // 获取初始值,一般是子类重写 T value = initialValue(); // 获取当前线程 Thread t = Thread.currentThread(); // 获取当前线程对应的ThreadLocalMap ThreadLocalMap map = getMap(t); // 如果map不为null if (map != null) // 调用ThreadLocalMap的set方法进行赋值 map.set(this, value); // 否则创建个ThreadLocalMap进行赋值 else createMap(t, value); return value; }
接着我们来看下
ThreadLocalMap#getEntry
// 得到当前 thradLocal 对应的值,值的类型是由 thradLocal 的泛型决定的 // 由于 thradLocalMap set 时解决数组索引位置冲突的逻辑,导致 thradLocalMap get 时的逻辑也是对应的 // 首先尝试根据 hashcode 取模数组大小-1 = 索引位置 i 寻找,找不到的话,自旋把 i+1,直到找到索引位置不为空为止 private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) { // 计算索引位置:ThreadLocal 的 hashCode 取模数组大小-1 int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1); Entry e = table[i]; // e 不为空,并且 e 的 ThreadLocal 的内存地址和 key 相同,直接返回,否则就是没有找到,继续通过 getEntryAfterMiss 方法找 if (e != null && e.get() == key) return e; else // 这个取数据的逻辑,是因为 set 时数组索引位置冲突造成的 return getEntryAfterMiss(key, i, e); } // 自旋 i+1,直到找到为止 private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; // 在大量使用不同 key 的 ThreadLocal 时,其实还蛮耗性能的 while (e != null) { ThreadLocal<?> k = e.get(); // 内存地址一样,表示找到了 if (k == key) return e; // 删除没用的 key if (k == null) expungeStaleEntry(i); // 继续使索引位置 + 1 else i = nextIndex(i, len); e = tab[i]; } return null; }
6 扩容
ThreadLocalMap 中的 ThreadLocal 的个数超过阈值时,ThreadLocalMap 就要开始扩容了,我们一起来看下扩容的逻辑:
private void resize() { // 拿出旧的数组 Entry[] oldTab = table; int oldLen = oldTab.length; // 新数组的大小为老数组的两倍 int newLen = oldLen * 2; // 初始化新数组 Entry[] newTab = new Entry[newLen]; int count = 0; // 老数组的值拷贝到新数组上 for (int j = 0; j < oldLen; ++j) { Entry e = oldTab[j]; if (e != null) { ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == null) { e.value = null; // Help the GC } else { // 计算 ThreadLocal 在新数组中的位置 int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1); // 如果索引 h 的位置值不为空,往后+1,直到找到值为空的索引位置 while (newTab[h] != null) h = nextIndex(h, newLen); // 给新数组赋值 newTab[h] = e; count++; } } } // 给新数组初始化下次扩容阈值,为数组长度的三分之二 setThreshold(newLen); size = count; table = newTab; }
扩容时是绝对没有线程安全问题的,因为 ThreadLocalMap 是线程的一个属性,一个线程同一时刻只能对 ThreadLocalMap 进行操作,因为同一个线程执行业务逻辑必然是串行的,那么操作 ThreadLocalMap 必然也是串行的。
7 总结
我们在写中间件的时候经常会用到,比如说流程引擎中上下文的传递,调用链ID的传递等。