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从源码级别揭开ThreadLocal的神秘面纱

来源 | wuqinduo

juejin.im/post/5dcb58f2f265da4d3f44c5a1

说在前面

ThreadLocal 用来提供线程级别变量，变量只对当前线程可见。相比与“使用锁控制共享变量访问顺序”的解决方案。 ThreadLocal 通过 空间换时间 的方案，规避了竞争问题，因为每个线程都有属于自己的变量。

此时就产生了第一个问题： 线程如何维护属于自己的变量副本 ，搞懂了这个也就搞懂了其原理。

源码分析

一、首先看下Thread类

Thread 中有一个 threadLocals 属性表示线程的本地变量。这个属性的类型是 ThreadLocal.ThreadLocalMap

二、ThreadLocalMap是啥？

ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的内部类，他是类 Map 结构，也是存储 K-V 结构数据，并用 Entry 封装 K-V 。不同的是 ThreadLocalMap 的 Entry 的 Key 只能是 ThreadLocal 类型对象，并且是一个弱引用。

也就是说线程通过一个类Map数据结构 ThreadLocal.ThreadLocalMap 来存储属于自己的线程变量。

三、ThreadLocal本尊

ThreadLocalMap 赋值、取值操作的入口在其外部类 ThreadLocal 中。

set(v) 方法内调用 ThreadLocalMap 的 set(this,v) 方法存值。（类似 Map 的 put(k,v) 方法）

get() 方法内调用 ThreadLocalMap 的 getEntry(this) 方法取值（类似 Map 的 get(k) 方法）

通过代码可以看出:

第一次操作线程的 ThreadLocalMap 属性时，会初始化一个 ThreadLocal.ThreadLocalMap ， set(v) 会存入以参数为 Value 的 K/V 数据， get() 会存入以 null 为 value 的 K/V 数据。
ThreadLocal.ThreadLocalMap 存值操作入口是 ThreadLocal.set(v) 方法，并以当前 ThreadLocal 变量为 key ，参数为 value 。
ThreadLocal.ThreadLocalMap 取值操作入口是 ThreadLocal.get(v) 方法， key 为当前ThreadLocal变量。

我们在从代码层面直观的体会这个操作：

至此线程的本地变量的本质就清晰了。就是 Thread 用类似 Map 的 ThreadLocal.ThreadLocalMap 数据结构来存储以 ThreadLocal 类型的变量为 Key 的数值，并用 ThreadLocal 来存取删，操作 ThreadLocalMap 。

当我们定义一个 ThreadLocal 变量时，其实就是在定义一个 Key
当我们调用 set(v) 方法时，就是以当前 ThreadLocal 变量为 key ，传入参数为 value ，向 ThreadLocal.ThreadLocalMap 存数据
当我们调用 get() 方法时，就是以当前 ThreadLocal 变量为 key ，从 ThreadLocal.ThreadLocalMap 取对应的数据