Android源码解析Handler系列第（二）篇--- ThreadLocal详解

本文主要是介绍Android源码解析Handler系列第（二）篇--- ThreadLocal详解，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在上篇文章Android源码解析Handler系列第（一）篇说了Message的内部维持的全局池机制。这一篇仍然是准备知识，因为在Handler中有ThreadLocal的身影，大家知道，Handler创建的时候会采用当前线程的Looper来构造消息循环系统，那么Handler内部如何获取到当前线程的Looper呢？这就要使用ThreadLocal了，ThreadLocal可以在不同的线程之中互不干扰地存储并提供数据，通过ThreadLocal可以轻松获取每个线程的Looper，所以，ThreadLocal是理解Looper的关键之一。

先看一下官方对这个类的解释

/*** Implements a thread-local storage, that is, a variable for which each thread* has its own value. All threads share the same {@code ThreadLocal} object,* but each sees a different value when accessing it, and changes made by one                                                      * thread do not affect the other threads. The implementation supports* {@code null} values.** @see java.lang.Thread                                                                                                                                                                                                                                                                                   * @author Bob Lee*/

大概意思就是说：实现了一个线程本地存储，也就是说，每个线程的一个变量，有自己的值。所有线程共享同一个 ThreadLocal对象，但每个线程访问它时，看到一个不同的值，如果一个线程改变了这个值，不影响其他线程，ThreadLocal支持NULL值。理解好费劲，只能说我翻译的太差！

重新解释一下：当工作于多线程中的对象使用ThreadLocal 维护变量时，ThreadLocal 为每个使用该变量的线程分配一个独立的变量副本。每个线程独立改变自己的副本，而不影响其他线程所对应的变量副本。这就是它的基本原理，ThreadLocal主要的 API很简单。

public void set(T value)：将值放入线程局部变量中

public T get()：从线程局部变量中获取值

public void remove()：从线程局部变量中移除值（有助于 JVM 垃圾回收）

protected T initialValue()：返回线程局部变量中的初始值（默认为 null）

ThreadLocal为各个线程保存一个变量副本，这句话是关键，怎么理解？先来一个简单的DEMO

public class ThreadLocalTest {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {ThreadLocal<Boolean> mBooleanThreadLocal=new ThreadLocal<Boolean>(){@Overrideprotected Boolean initialValue() {//初始值是falsereturn false;}};mBooleanThreadLocal.set(true);System.out.println("[Thread#main]mBooleanThreadLocal=" +mBooleanThreadLocal.hashCode()+"  "+ mBooleanThreadLocal.get());new Thread("Thread#1") {@Overridepublic void run() {mBooleanThreadLocal.set(false);System.out.println( "[Thread#1]mBooleanThreadLocal="+mBooleanThreadLocal.hashCode() +"  "+ mBooleanThreadLocal.get());};}.start();new Thread("Thread#2") {@Overridepublic void run() {System.out.println( "[Thread#2]mBooleanThreadLocal="+mBooleanThreadLocal.hashCode() + "  "+mBooleanThreadLocal.get());};}.start();}
}

输出结果：[Thread#main]mBooleanThreadLocal=366712642      true
[Thread#1]mBooleanThreadLocal=366712642      false
[Thread#2]mBooleanThreadLocal=366712642      false

在上面的代码中，在主线程中设置mBooleanThreadLocal的值为true，在子线程1中设置mBooleanThreadLocal的值为false，在子线程2中不设置mBooleanThreadLocal的值，然后分别在3个线程中通过get方法去mBooleanThreadLocal的值，所以，主线程中应该是true，子线程1中应该是false，而子线程2中由于没有设置值，所以应该是初始值false。

再看一个DEMO

public class ThreadLocalTest {//创建一个Integer型的线程本地变量public static final ThreadLocal<Integer> local = new ThreadLocal<Integer>() {@Overrideprotected Integer initialValue() {return 0;}};public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread[] threads = new Thread[5];for (int j = 0; j < 5; j++) {       threads[j] = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {//获取当前线程的本地变量，然后累加5次int num = local.get();for (int i = 0; i < 5; i++) {num++;}//重新设置累加后的本地变量local.set(num);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : "+ local.get());}}, "Thread-" + j);}for (Thread thread : threads) {thread.start();}}
}

输出结果：Thread-1 : 5
Thread-3 : 5
Thread-4 : 5
Thread-0 : 5
Thread-2 : 5

开了5个线程，每个线程累加后的结果都是5，各个线程处理自己的本地变量值，线程之间互不影响。

读到这里，相信你对ThreadLocal的作用已经了解了，ThreadLocal和synchronized是有区别的，概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响，所以ThreadLocal和synchronized都能保证线程安全，但是应用场景却大不一样。

现在从源码中去找找答案，为什么各个线程都能保留一份副本，做到多并发的时候，线程互不影响呢？

ThreadLocal的构造函数是空的，啥也没有。

public ThreadLocal() {
}

看一下里面的set方法

    /*** Sets the value of this variable for the current thread. If set to* {@code null}, the value will be set to null and the underlying entry will* still be present.** @param value the new value of the variable for the caller thread.*/public void set(T value) {Thread currentThread = Thread.currentThread();Values values = values(currentThread);if (values == null) {values = initializeValues(currentThread);}values.put(this, value);}

首先获得了当前线程实例，将实例传入values方法中，获得一个Values对象，第一次获得的Values对象是空的，就调用initializeValues初始化一个values对象，最后把当前对象作为key,value作为值，放进values中。现在的重点就是搞懂Values是什么？Values原来是ThreadLocal的静态内部类。在ThreadLocal.Values中有一个table成员,而这个table就以key，value的形式存储了线程的本地变量。key是ThreadLocal类型的对象的弱引用，而Value则是线程需要保存的线程本地变量T。

 /** * 存放数据的数组。他存放数据的形式有点像map,是ThreadLocal与value相对应, 长度总是2的N次方*/private Object[] table;

table表结构

Value的主要API有下面几个
- void put(ThreadLocal

 /*** Sets entry for given ThreadLocal to given value, creating an* entry if necessary.*/void put(ThreadLocal<?> key, Object value) {cleanUp();// Keep track of first tombstone. That's where we want to go back// and add an entry if necessary.int firstTombstone = -1;for (int index = key.hash & mask;; index = next(index)) {Object k = table[index];if (k == key.reference) {// Replace existing entry.table[index + 1] = value;return;}if (k == null) {if (firstTombstone == -1) {// Fill in null slot.table[index] = key.reference;table[index + 1] = value;size++;return;}// Go back and replace first tombstone.table[firstTombstone] = key.reference;table[firstTombstone + 1] = value;tombstones--;size++;return;}// Remember first tombstone.if (firstTombstone == -1 && k == TOMBSTONE) {firstTombstone = index;}}}

上面是ThreadLocal存的过程，现在看取的过程。

    /*** Returns the value of this variable for the current thread. If an entry* doesn't yet exist for this variable on this thread, this method will* create an entry, populating the value with the result of* {@link #initialValue()}.** @return the current value of the variable for the calling thread.*/@SuppressWarnings("unchecked")public T get() {// Optimized for the fast path.Thread currentThread = Thread.currentThread();Values values = values(currentThread);if (values != null) {Object[] table = values.table;int index = hash & values.mask;if (this.reference == table[index]) {return (T) table[index + 1];}} else {values = initializeValues(currentThread);}return (T) values.getAfterMiss(this);}

首先取出当前线程的Values对象，跟set方法一样，如果这个对象为null那么就返回初始值，如果Values对象不为null，那就取出它的table数组并找出ThreadLocal的reference对象在table数组中的位置，然后table数组中的下一个位置所存储的数据就是ThreadLocal的值。从可以看出，ThreadLocal的set和get方法所操作的对象都是当前线程的Values对象的table数组,如果一个变量使用了ThreadLocal,通过ThreadLocal的set和get方法，每一个线程的都会有一份这个变量的副本（键值对的形式进行存取），这就是为什么多线程并发的时候，线程互不影响的操作一个变量。

最后在举一个ThreadLocal的应用的例子：JDBC连接mysql数据库，把 Connection 放到了 ThreadLocal 中，这样每个线程之间就隔离了，不会相互干扰。

public class DBUtil {// 数据库配置private static final String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";private static final String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/demo";private static final String username = "xxx";private static final String password = "xxx";// 定义一个用于放置数据库连接的局部线程变量（使每个线程都拥有自己的连接）private static ThreadLocal<Connection> connContainer = new ThreadLocal<Connection>();// 获取连接public static Connection getConnection() {Connection conn = connContainer.get();try {if (conn == null) {Class.forName(driver);conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {connContainer.set(conn);}return conn;}// 关闭连接public static void closeConnection() {Connection conn = connContainer.get();try {if (conn != null) {conn.close();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {connContainer.remove();}}
}

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参考链接：
https://my.oschina.net/clopopo/blog/149368
http://blog.csdn.net/singwhatiwanna/article/details/48350919
https://my.oschina.net/huangyong/blog/159725

这篇关于Android源码解析Handler系列第（二）篇--- ThreadLocal详解的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！