提到ThreadLocal,有些Android或者Java程序员可能有所陌生,可能会提出种种问题,它是做什么的,是不是和线程有关,怎么使用呢?等等问题,本文将总结一下我对ThreadLocal的理解和认识,希望让大家理解ThreadLocal更加透彻一些。
ThreadLocal是一个关于创建线程局部变量的类。
通常情况下,我们创建的变量是可以被任何一个线程访问并修改的。而使用ThreadLocal创建的变量只能被当前线程访问,其他线程则无法访问和修改。
上面的两个修饰看似矛盾,实则不然。
ThreadLocalmStringThreadLocal = new ThreadLocal<>();
mStringThreadLocal.set('droidyue.com');
mStringThreadLocal.get();
完整的使用示例
private void testThreadLocal() { Thread t = new Thread() { ThreadLocalmStringThreadLocal = new ThreadLocal<>(); @Override public void run() { super.run(); mStringThreadLocal.set('droidyue.com'); mStringThreadLocal.get(); } }; t.start();}
为ThreadLocal设置默认的get初始值,需要重写initialValue方法,下面是一段代码,我们将默认值修改成了线程的名字
ThreadLocalmThreadLocal = new ThreadLocal () { @Override protected String initialValue() { return Thread.currentThread().getName(); }};
在Android中,Looper类就是利用了ThreadLocal的特性,保证每个线程只存在一个Looper对象。
static final ThreadLocalsThreadLocal = new ThreadLocal ();private static void prepare(boolean quitAllowed) { if (sThreadLocal.get() != null) { throw new RuntimeException('Only one Looper may be created per thread'); } sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));}
为了更好的掌握ThreadLocal,我认为了解其内部实现是很有必要的,这里我们以set方法从起始看一看ThreadLocal的实现原理。
下面是ThreadLocal的set方法,大致意思为
源码如下
public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value);}
下面是一个利用Thread对象作为句柄获取ThreadLocalMap对象的代码
ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals;}
上面的代码获取的实际上是Thread对象的threadLocals变量,可参考下面代码
class Thread implements Runnable { /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained * by the ThreadLocal class. */ ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;}
而如果一开始设置,即ThreadLocalMap对象未创建,则新建ThreadLocalMap对象,并设置初始值。
void createMap(Thread t, T firstValue) { t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);}
总结:实际上ThreadLocal的值是放入了当前线程的一个ThreadLocalMap实例中,所以只能在本线程中访问,其他线程无法访问。
在Java中,栈内存归属于单个线程,每个线程都会有一个栈内存,其存储的变量只能在其所属线程中可见,即栈内存可以理解成线程的私有内存。而堆内存中的对象对所有线程可见。堆内存中的对象可以被所有线程访问。
其实不是,因为ThreadLocal实例实际上也是被其创建的类持有(更顶端应该是被线程持有)。而ThreadLocal的值其实也是被线程实例持有。
它们都是位于堆上,只是通过一些技巧将可见性修改成了线程可见。
关于堆和栈的比较,请参考Java中的堆和栈的区别
既然上面提到了ThreadLocal只对当前线程可见,是不是说ThreadLocal的值只能被一个线程访问呢?
使用InheritableThreadLocal可以实现多个线程访问ThreadLocal的值。
如下,我们在主线程中创建一个InheritableThreadLocal的实例,然后在子线程中得到这个InheritableThreadLocal实例设置的值。
private void testInheritableThreadLocal() { final ThreadLocal threadLocal = new InheritableThreadLocal(); threadLocal.set('droidyue.com'); Thread t = new Thread() { @Override public void run() { super.run(); Log.i(LOGTAG, 'testInheritableThreadLocal =' + threadLocal.get()); } }; t.start();}
上面的代码输出的日志信息为
I/MainActivity( 5046): testInheritableThreadLocal =droidyue.com
使用InheritableThreadLocal可以将某个线程的ThreadLocal值在其子线程创建时传递过去。因为在线程创建过程中,有相关的处理逻辑。
//Thread.java private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name, long stackSize, AccessControlContext acc) { //code goes here if (parent.inheritableThreadLocals != null) this.inheritableThreadLocals = ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals); /* Stash the specified stack size in case the VM cares */ this.stackSize = stackSize; /* Set thread ID */ tid = nextThreadID();}
上面代码就是在线程创建的时候,复制父线程的inheritableThreadLocals的数据。
有网上讨论说ThreadLocal会导致内存泄露,原因如下
上面的逻辑是清晰的,可是ThreadLocal并不会产生内存泄露,因为ThreadLocalMap做选择key的时候,并不是直接选择ThreadLocal实例,而是ThreadLocalMap实例的弱引用。
static class ThreadLocalMap {/*** The entries in this hash map extend WeakReference, using* its main ref field as the key (which is always a* ThreadLocal object). Note that null keys (i.e. entry.get()* == null) mean that the key is no longer referenced, so the* entry can be expunged from table. Such entries are referred to* as 'stale entries' in the code that follows.*/ static class Entry extends WeakReference<>?>> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value; Entry(ThreadLocal?> k, Object v) { super(k); value = v; } }}
所以实际上从ThreadLocal设计角度来说是不会导致内存泄露的。关于弱引用,了解更多,请访问译文:理解Java中的弱引用
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