ThreadLocal使用及原理

一.简介及作用

    在一些场景中,我们希望一些变量只能被某个线程访问,对其他线程是隔离的,就需要用到ThreadLocal.

    ThreadLocal具有线程隔离性,用于解决多线程中相同变量的访问冲突问题.使每个线程读到的变量都是相独立的.线程内部变量仅相对于本线程而言可见.

二.简单使用

存储值,直接调用set()方法
取值,直接调用get()方法.

 ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            String threadName = "Thread" + i;
            new Thread(() -> {
                threadLocal.set(threadName);
                System.out.println(threadName + "获取到值:" + threadLocal.get());
                threadLocal.remove();
            }, threadName).start();
        }
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输出结果:

注意:针对同一个Thread,ThreadLocal 只能存储一个值,如下案例:

三.原理:

1. 首先Thread有一个成员变量ThreadLocal.ThreadLocalMap,也就是每一个Thread都自身绑定了一个ThreadLocal.ThreadLocalMap.
   

2. 而ThreadLocal的静态内部类ThreadLocalMap,最主要的结构就是一个entry数组.
   

3. 在存储元素的时候,首先我们能根据当前thread获取到当前绑定的ThreadLocalMap,然后利用threadlocalMap中的threadLocalHashcode()方法计算出当前要存储的entry数组中的下标位置,key就是threadLocal对象,value就是要存的值,组成一个entry存进去.
   

4. 取元素的时候也是根据当前线程对象,拿到threadLocalMap,再根据this(threadLocal对象)计算hash值,找到下标,取值即可

四.自问自答

1. 存储的数据结构是什么样的
   thread.ThreadLocal.ThreadLocalMap–>[,]

   数组中的下标就是通过当前threadLocal对象hash得到的.

2. 为什么要传一个数组呢?
   对每一个线程来说,可能要存储的与之相关联的变量不只一个,所以必然需要一个集合去存储这些值.

3. 当发生Hash冲突的时候是怎样处理的?
   ThreadLocal里面就有一个数组,不像hashMap,是数组+链表的结构,那么当ThreadLocal发生hash冲突的时候就会用到线性探测法,简单来说就是当冲突的时候,依次查找列表中离冲突单元最近的空闲单元，并且把新的键插入这个空闲单元.

4. 为什么要用线性探测法?
       ThreadLocal 往往存放的数据量不会特别大（而且key 是弱引用又会被垃圾回收，及时让数据量更小），这个时候开放地址法简单的结构会显得更省空间，同时数组的查询效率也是非常高，加上第一点的保障，冲突概率也低

   开方地址法的缺点是容易产生堆积,不适用于大规模的存储.
   链地址法:不存在堆积问题,冲突处理简单,适合大数据存储.

5. 为什么要是一个entry数组呢,不是一个单泛型得数组,比如说String数组?
       其实终其原因,是因为其在hash冲突的时候使用了线性探测法,会依次往后寻找空位置去插入,
   那么当我们去取值的时候,发生hash冲突,就得往后依次遍历比较哪一个是和我们存进去得key相等,才进行返回

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