熟悉Android消息机制的话，对ThreadLocal这个类应该都不陌生。Android消息机制中的Looper就是通过ThrealLocal来实现为每个线程建立一个独立Looper的。
简单的Demo
public class ThreadLocalTest {
public static void main(String[] args) {
ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
// 给主线程设置ThreadLocal值
threadLocal.set("I am in main thread");
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 给子线程设置ThreadLocal值
threadLocal.set("I am in sub thread");
// 在子线程获取ThreadLocal值
System.out.println(Thread.currentThread() + ":" + threadLocal.get());
}
});
thread.start();
// 等待子线程执行完
try {
thread.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 在主线程获取ThreadLocal值
System.out.println(Thread.currentThread() + ":" + threadLocal.get());
}
}
通过上面程序可以发现ThreadLocal在不同的线程设置和获取值是不会相互影响的。
ThreadLocal是如何实现不同线程独立存储的
其实每个线程都一个叫做threadLocals的ThreaLocal.ThreadLocalMap类型成员属性。
深入源码可以发现ThreadLocalMap就是一个简易版的Hash表。这个Hash表key为WeakReference<ThreadLocal<?>>，value为Object 。熟悉范性的同学都应该知道ThreadLocal<任意类型>都可以赋值给ThreadLocal<?>类型，相当于实现了范性的多态。
ThreadLocal调用set方法的时候，最终都会以当前ThreadLocal的弱引用为key对应的set的值为value存入当前调用线程的threadLocals成员属性中去。
因为如果在不同线程对同一ThreadLocal进行set方法调用，在set方法内获取的是不同Thread的threadLocals成员属性，因此达到了同一个ThreadLocal对象的在不同线程中进行值独立存储的要求。
下面是Thread的部分源码：
class Thread implements Runnable {
...
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
...
}
最核心的类—ThreadLocalMap
前面已经说了，这就是一个简易版的在Hash表。这里key为ThreadLocal的弱引用因此ThreadLocal是不会导致内存泄漏的。只要某个ThreadLocal的强引用没有了，GC时就ThreadLocalMap对应的ThreadLocal的弱引用也会被回收。
这个过程会产生不新鲜值也就是ThreadLocalMap中某个位置的弱引用的值为null，但其对应的value不为null。
不新鲜值在每次set方法调用的时候一定会进行相应的检测清除，get方法只有在遇到不新鲜值的时候才会进行相应的清除。对应的算法就不进行详解了。
这个简易版的Hash表以16作为初始容量，然后扩容因子为2 / 3。以2倍进行扩容。因此其容量始终是2的幂次方。这样的好处和HashMap一样的可以通过与运算轻松的获取存储的值该放在Hash表的哪个位置。然后如果遇到Hash冲突，这里使用的是索引加一法进行冲突的解决。
下面是ThreadLocal.ThreadLocalMap的部分源码:
public class ThreadLocal<T> {
...
static class ThreadLocalMap {
...
private Entry[] table;
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
...
}
...
}
ThreadLocal的实现
public class ThreadLocal<T> {
...
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
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();
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
...
}
通过上面部分源码应该很容易发现ThreadLocal就是借助于Thread的threadLocals整个Hash表进行不同线程值的独立存储的。
InheritableThreadLocal—可以继承的ThreadLocal
在Thread的源码中应该可以发现其实Thread有两个ThreadLocal.ThreadLocalMap类。
下面是部分源码：
class Thread implements Runnable {
...
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;
public Thread() {
init(null, null, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}
private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
long stackSize, AccessControlContext acc,
boolean inheritThreadLocals) {
...
if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)
this.inheritableThreadLocals =
ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
...
}
...
}
threadLocals就是使用普通的ThreadLocal类用到的；inheritableThreadLocals这个成员属性主要就是用于继承创建当前Thread的父Thread中的inheritableThreadLocals。
init方法是继承的具体实现。
下面是InheritableThreadLocal部分源码：
public class InheritableThreadLocal<T> extends ThreadLocal<T> {
protected T childValue(T parentValue) {
return parentValue;
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.inheritableThreadLocals;
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
}
InheritableThreadLocal就是ThreadLocal的子类，很简单就是使用线程的threadLocals改成了使用inheritableThreadLocals进行进行存储。
总结
总的来说，ThreadLocal.ThreadLocalMap就是一个通过索引加一法解决冲突的Hash表。
然后每个Thread中有两个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的成员属性：
-
threadLocals用于对
ThreadLocal进行存储的。 -
inheritableThreadLocals用于对
InheritableThreadLocal进行存储的。其中inheritableThreadLocals会在Thread的init方法调用的时候继承父Thread的inheritableThreadLocals。