线程本地变量ThreadLocal源码解读

浏览数：16 / 时间：2015年06月08日

一、ThreadLocal基础知识

原始线程现状：按照传统经验，如果某个对象是非线程安全的，在多线程环境下，对对象的访问必须采用synchronized进行线程同步。但是Spring中的各种模板类并未采用线程同步机制，因为线程同步会影响并发性和系统性能，而且实现难度也不小。

ThreadLocal在Spring中发挥着重要的作用。在管理request作用域的bean，事务管理，任务调度，AOP等模块中都出现了它的身影。

ThreadLocal介绍：它不是一个线程，而是线程的一个本地化对象，或者说是局部变量。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。所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其他线程所对应的副本，将类变量放到ThreadLocal类型的对象中，使变量在每个线程中都有独立拷贝，不会出现一个线程读取变量时而被另一个线程修改的现象

如何存放线程本地变量？

在ThreadLocal类中有一个ThreadLocalMap, 用于存放每一个线程的变量副本,Map中元素的键为线程对象，值为对应线程的变量副本。

二、源码解读

首先说明ThreadLocal存放的值是线程内共享的，线程间互斥的，主要用于线程内共享一些数据，避免通过参数来传递，这样处理后，能够优雅的解决一些实际问题，比如Hibernate中的OpenSessionInView，就是使用ThreadLocal保存Session对象，还有我们经常用ThreadLocal存放Connection，代码如：

1/** 
2 * 数据库连接管理类 
3 * @author 爽 
4 * 
5 */  
6public class ConnectionManager {  
7  
8    /** 线程内共享Connection，ThreadLocal通常是全局的，支持泛型 */  
9    private static ThreadLocal<Connection> threadLocal = new ThreadLocal<Connection>();  
10      
11    public static Connection getCurrConnection() {  
12        // 获取当前线程内共享的Connection  
13        Connection conn = threadLocal.get();  
14        try {  
15            // 判断连接是否可用  
16            if(conn == null || conn.isClosed()) {  
17                // 创建新的Connection赋值给conn(略)  
18                // 保存Connection  
19                threadLocal.set(conn);  
20            }  
21        } catch (SQLException e) {  
22            // 异常处理  
23        }  
24        return conn;  
25    }  
26      
27    /** 
28     * 关闭当前数据库连接 
29     */  
30    public static void close() {  
31        // 获取当前线程内共享的Connection  
32        Connection conn = threadLocal.get();  
33        try {  
34            // 判断是否已经关闭  
35            if(conn != null && !conn.isClosed()) {  
36                // 关闭资源  
37                conn.close();  
38                // 移除Connection  
39                threadLocal.remove();  
40                conn = null;  
41            }  
42        } catch (SQLException e) {  
43            // 异常处理  
44        }  
45    }  
}

这样处理的好处：

1 统一管理Connection；

2 不需要显示传参Connection，代码更优雅；

3 降低耦合性。

ThreadLocal有四个方法，分别为：

initialValue

protected T initialValue()

返回此线程局部变量的当前线程的初始值。最多在每次访问线程来获得每个线程局部变量时调用此方法一次，即线程第一次使用 get() 方法访问变量的时候。如果线程先于 get 方法调用 set(T) 方法，则不会在线程中再调用 initialValue 方法。

该实现只返回 null；如果程序员希望将线程局部变量初始化为 null 以外的某个值，则必须为 ThreadLocal创建子类，并重写此方法。通常，将使用匿名内部类。initialValue 的典型实现将调用一个适当的构造方法，并返回新构造的对象。

返回此线程局部变量的初始值

get

public T get()

返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。如果这是线程第一次调用该方法，则创建并初始化此副本。

此线程局部变量的当前线程的值

set

public void set(T value)

将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。许多应用程序不需要这项功能，它们只依赖于initialValue() 方法来设置线程局部变量的值。

参数：

value - 存储在此线程局部变量的当前线程副本中的值。

remove

public void remove()

移除此线程局部变量的值。这可能有助于减少线程局部变量的存储需求。如果再次访问此线程局部变量，那么在默认情况下它将拥有其 initialValue。

很多人对ThreadLocal存在一定的误解，说ThreadLocal中有一个全局的Map，set时执行map.put(Thread.currentThread(), value)，get和remove时也同理，但SUN的大师们是否是如此实现的，我们只能去看源码了。

set方法：

/** 
 * Sets the current thread‘s copy of this thread-local variable 
 * to the specified value.  Most subclasses will have no need to 
 * override this method, relying solely on the {@link #initialValue} 
 * method to set the values of thread-locals. 
 * 
 * @param value the value to be stored in the current thread‘s copy of 
 *        this thread-local. 
 */  
public void set(T value) {  
    // 获取当前线程对象  
    Thread t = Thread.currentThread();  
    // 获取当前线程本地变量Map  
    ThreadLocalMap map = getMap(t);  
    // map不为空  
    if (map != null)  
        // 存值  
        map.set(this, value);  
    else  
        // 创建一个当前线程本地变量Map  
        createMap(t, value);  
}  
  
/** 
 * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in 
 * InheritableThreadLocal. 
 * 
 * @param  t the current thread 
 * @return the map 
 */  
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {  
    // 获取当前线程的本地变量Map  
    return t.threadLocals;  
}

这里注意，ThreadLocal中是有一个Map，但这个Map不是我们平时使用的Map，而是ThreadLocalMap，ThreadLocalMap是ThreadLocal的一个内部类，不对外使用的。当使用ThreadLocal存值时，首先是获取到当前线程对象，然后获取到当前线程本地变量Map，最后将当前使用的ThreadLocal和传入的值放到Map中，也就是说ThreadLocalMap中存的值是[ThreadLocal对象, 存放的值]，这样做的好处是，每个线程都对应一个本地变量的Map，所以一个线程可以存在多个线程本地变量。

get方法：

/** 
 * Returns the value in the current thread‘s copy of this 
 * thread-local variable.  If the variable has no value for the 
 * current thread, it is first initialized to the value returned 
 * by an invocation of the {@link #initialValue} method. 
 * 
 * @return the current thread‘s value of this thread-local 
 */  
public T get() {  
    Thread t = Thread.currentThread();  
    ThreadLocalMap map = getMap(t);  
    if (map != null) {  
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);  
        if (e != null)  
            return (T)e.value;  
    }  
    // 如果值为空，则返回初始值  
    return setInitialValue();  
}

了之前set方法的分析，get方法也同理，需要说明的是，如果没有进行过set操作，那从ThreadLocalMap中拿到的值就是null，这时get方法会返回初始值，也就是调用initialValue()方法，ThreadLocal中这个方法默认返回null。当我们有需要第一次get时就能得到一个值时，可以继承ThreadLocal，并且覆盖initialValue()方法

优秀博文：

ThreadLocal

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