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Java執行緒變數ThreadLocal原始碼分析

2022-08-26 14:01:11

1.ThreadLocal 執行緒變數,和當前執行緒繫結的,只儲存當前執行緒的變數,對於其他執行緒是隔離的,是存取不到裡面的資料的。

2.在Looper中使用到了ThreadLocal,建立了一個Looper是儲存到了ThreadLocal中。

//這裡用到了泛型,ThreadLocal中只儲存Looper物件。
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
private static void prepare(boolean quitAllowed) {
    if (sThreadLocal.get() != null) { //保證Looper只被建立一次。
        throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

看下sThreadLocal.set()方法是如何儲存資料的。

先拿到當前執行緒,然後在拿到該執行緒的ThreadLocalMap成員變數,然後儲存到這個map中,

key就是建立的ThreadLocal物件,value就是傳進來的value。

  public void set(T value) {
        //拿到當前執行緒
        Thread t = Thread.currentThread();
        //得到一個map
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null){
        // 這個map是以當前物件為key的,這個this就是 ThreadLocal的範例 sThreadLocal
            map.set(this, value);
        }else{
            createMap(t, value);
        }
    }
//getMap 是從Thread中拿到了一個threadLocals變數,是ThreadLocal.ThreadLocalMap 的範例。
//儲存的資料也是存在了這個map中,這也就是為什麼ThreadLocal是和執行緒繫結的,對其他執行緒來說是隔離的原因所在。
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
      return t.threadLocals;
}

1)儲存資料,如果map不為空的情況。走上面if判斷的第一個分支。這個儲存方式和HashMap類似

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
      Entry[] tab = table;
      int len = tab.length;
      // 計算出key在集合中的索引,index
      int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
       //開始遍歷整個陣列,
       //取出索引為i的Entry,如果不為空,取出下一個,進行遍歷
        for (Entry e = tab[i];
               e != null;
               e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
              ThreadLocal<?> k = e.get();
              //如果取出的k和傳進來的key一致,則把新的值存起來。
              if (k == key) {
                  e.value = value;
                  return;
              }
              //直到取出最有一個,k==null則進行儲存。
              if (k == null) {
                  replaceStaleEntry(key, value, i);
                  return;
              }
          }
          //如果索引i的位置,沒有Entry,則把傳進來的key和value儲存在這個位置。
          tab[i] = new Entry(key, value);
          int sz = ++size;
          //如果大於閾值了,則進行擴容
          if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
              rehash();
}

2)儲存資料,如果map為空的情況。則建立ThreadLocalMap,並賦值給當前執行緒t。

 void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
 ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
    //建立一個大小為16的陣列
    table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
    //計算得到的i是陣列的角標。可以參考hashMap原始碼分析
    int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
    //賦值,儲存資料
    table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
    size = 1;
    //擴容的閾值
    setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

3.再看看ThreadLocal是如何取值的。

也是先拿到當前執行緒t,然後通過t拿到他的成員變數ThreadLocalMap。

public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //如果map不為空,則從map中取值
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    //如果map為空
    return setInitialValue();
}

1)如果map不為空則從map中取值。

//如果map不為空
 private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
    //拿到key對應的索引
    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
    //從陣列中拿到Entry
    Entry e = table[i];
    if (e != null && e.get() == key){如果key一樣直接返回
        return e;
    }else{//如果不一致則開始遍歷
         return getEntryAfterMiss(key, i, e);
    }
}
private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
		Entry[] tab = table;
		int len = tab.length;
		while (e != null) {
			ThreadLocal<?> k = e.get();
			if (k == key)
				return e;
			if (k == null)
				expungeStaleEntry(i);
			else
				i = nextIndex(i, len);
			e = tab[i];
		}
		return null;
}

2)如果在get時,得到的map是空的,則這個時候需要初始化

//如果map為空,則呼叫這個方法,initialValue由使用者去實現。
private T setInitialValue() {
    T value = initialValue();
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
    return value;
}
//下面是Choreographer中的例子:
private static final ThreadLocal<Choreographer> sThreadInstance =
        new ThreadLocal<Choreographer>() {
    @Override
    protected Choreographer initialValue() {
        Looper looper = Looper.myLooper();
        if (looper == null) {
            throw new IllegalStateException("The current thread must have a looper!");
        }
        Choreographer choreographer = new Choreographer(looper, VSYNC_SOURCE_APP);
        if (looper == Looper.getMainLooper()) {
            mMainInstance = choreographer;
        }
        return choreographer;
    }
};

總結ThreadLocal是通過 ThreadLocalMap 進行資料的儲存的。而這個ThreadLocalMap物件是通過

獲取到當前執行緒,並從當前執行緒中拿到的。所以ThreadLocalMap只儲存本執行緒的資料,做到了執行緒隔離。

ThreadLocalMap存資料的key是ThreadLocal物件本身。 map.set(this, value);

如果想要給ThreadLocalMap中存更多的資料,則需要建立多個物件。

到此這篇關於Java執行緒變數ThreadLocal原始碼分析的文章就介紹到這了,更多相關Java ThreadLocal內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com!


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