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字节面试官:ThreadLocal使用场景?与Synchronized比有什么特性

程序员文章站 2022-03-27 09:58:59
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  ThreadLocal是数据存储类,内部有一个ThreadLocalMap类,Thread持有ThreadLocalMap类型的变量,使用ThreadLocal存储数据时,其实是将数据存储到当前Thread的ThreadLocalMap变量里面,

  ThreadLocalMap里面有一个数组,每创建一个ThreadLocal类是都会计算出一个唯一的数组下标【i】,当存储数据时就会将数据存在Thread的ThreadLocalMap变量的数组里,以【i】为下标,所以使用ThreadLocal存储数据其实是将数据存在了线程的私有内存里面,就不会存在线程安全问题。

  Synchronized是通过互斥机制来保证同一时间只有一个线程拿到当前变量。

  就使用场景而言:

  ThreadLocal在android的Looper和ActivityThread里面有使用到,如果数据以线程为作用域,也就是数据和线程强绑定,那么就可以使用ThreadLocal

  Synchronized是为了保证主内存的同步,此时并不需要每个线程都保存一份数据。

  ThreadLocal源码:

  threadLocal 是一个线程内部的数据存储类,通过它可以指定线程中存储的数据,在读取的时候,只有指定的线程才可以读取到数据,对于其他线程来说是无法拿到数据的。

  我们可以通过一个简单的例子了解一下:

  public class MainActivity extends AppCompatActivity {

  private static final String TAG="MainActivity:";

  private ThreadLocal threadLocal;

  @Override

  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

  super.onCreate(savedInstanceState);

  setContentView(R.layout.activity_main);

  threadlocal();

  }

  private void threadlocal() {

  threadLocal=new ThreadLocal();

  threadLocal.set(true);

  Log.d(TAG, "main--ThreadLocal: " + threadLocal.get());

  new Thread("thread1") {

  @Override

  public void run() {

  threadLocal.set(false);

  Log.d(TAG, "thread1--ThreadLocal: " + threadLocal.get());

  }

  }.start();

  new Thread("thread2") {

  @Override

  public void run() {

  Log.d(TAG, "thread2--ThreadLocal: " + threadLocal.get());

  }

  }.start();

  }

  }

  在上面代码中主线程设置为true,线程1为false,线程2没有设置,

  打印信息如下:

  D/MainActivity:: main--ThreadLocal: true

  D/MainActivity:: thread1--ThreadLocal: false

  D/MainActivity:: thread2--ThreadLocal: null

  可以看出,虽然在不同线程访问的是同一个ThreadLocal对象,但是他们每个线程获取到的值是不一样的。这就是ThreadLocal奇妙之处。

  下面我们分析一下他set()方法的源码

  public class ThreadLocal {

  public void set(T value) {

  //拿到当前线程对象

  Thread t=Thread.currentThread();

  //通过getMap拿到ThreadLocalMap对象的实例,调用getMap()时传入当前线程的实例

  ThreadLocalMap map=getMap(t);

  //map不为空则存入数据,否则通过createMap创建一个游戏出售对象

  if (map !=null)

  map.set(this, value);

  else

  createMap(t, value);

  }

  //通过传入的参数,拿到Thread中的threadLocals,

  ThreadLocalMap getMap(Thread t) {

  return t.threadLocals;

  }

  //这句话是Thread中的,写在这里是为了看起来方便

  //每创建一个Thread,都会创建一个ThradLocal.ThreadLocalMap 的引用,以便上面的getMap使用。

  ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals=null;

  //当通过当前线程获取的ThreadLocalMap为空时,就会创建一个他的对象,这个方法是从set中调用的。

  void createMap(Thread t, T firstValue) {

  t.threadLocals=new ThreadLocalMap(this, firstValue);

  }

  //这个就是 ThreadLocalMap的构造函数了。

  ThreadLocalMap(ThreadLocal> firstKey, Object firstValue) {

  //private Entry[] table;

  //private static final int INITIAL_CAPACITY=16;

  //table 是Entry类型的数组

  table=new Entry[INITIAL_CAPACITY];

  //通过算法 得到对应的下标

  int i=firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);

  //将数据存进数组

  table[i]=new Entry(firstKey, firstValue);

  //数组长度加 1

  size=1;

  //设置阈值

  setThreshold(INITIAL_CAPACITY);

  }

  }

  简单的 总结一下ThreadLocal的set方法,进入方法后,他首先会获取当前线程的实例,然后通过getMap()方法去拿线程实例中的

  ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals=null,这个东西是写在Thread类中的。判断 如果为空,调用createMap 创建对象然后保存值,如果不为空,则直接保存值。当再次在这个线程中保存值的时候getMap()的值就不会为空了,则会直接保存。

  然后 分析一下 get

  public class ThreadLocal {

  public T get() {

  //

  Thread t=Thread.currentThread();

  //通过getMap拿到ThreadLocalMap对象的实例,调用getMap()时传入当前线程的引用

  ThreadLocalMap map=getMap(t);

  //不为null

  if (map !=null) {

  //拿到保存的Entry对象

  ThreadLocalMap.Entry e=map.getEntry(this);

  //如果不为空 则将拿到的值返回

  if (e !=null) {

  @SuppressWarnings("unchecked")

  T result=(T)e.value;

  return result;

  }

  }

  return setInitialValue();

  }

  //拿到报错的Entry对象,在get方法中会调用此方法。

  private Entry getEntry(ThreadLocal> key) {

  //拿到下标

  int i=key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);

  //通过下标 拿到对象

  Entry e=table[i];

  //判断 满足条件则返回值,否则返回null

  if (e !=null && e.get()==key)

  return e;

  else

  return getEntryAfterMiss(key, i, e);

  }

  //如果get方法中的getMap方法返回null,或者拿到的值为null,则对当前线程进行初始化.

  //这个和set()方法基本一样,只不过他的Value一直是null。

  private T setInitialValue() {

  T value=initialValue();//始终返回null

  Thread t=Thread.currentThread();

  ThreadLocalMap map=getMap(t);

  if (map !=null)

  map.set(this, value);

  else

  createMap(t, value);

  return value;

  }

  }

  简单的总结一下,其实和set非常相似,都是先 拿到当前线程对象,然后再去通过getMap()方法拿到当前线程中的

  ThreadLocal.ThreadLocalMap 的引用,如果为空,则表示没有保存过数据,直接调用setInitiaValue()对向前线程进行初始化,然后返回null。如果不为空,则通过getEntry()方法拿到保存的对象,判断这个对象不为空 就拿到保存的Value然后返回,否则 就调用setInitiaValue()进行初始化,然后返回null。

  从ThreadLocal的set 和 get 方法可以看出,他们操作的都是根据当前线程中的

  ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals=null 来判断当前线程有没有保存数据,如果保存了,就会在当前线程中产生一个ThreadLocalMap 的对象 。数据就会保存在这个对象 里面,如果 没有保存过数据,那么当前线程中的ThreadLocalMap 就会为空。他们对ThreadLocal 所做的读/写操作仅限于线程的内部。因此在不同线程中访问同一个ThreadLocal的 set 和 get 方法 所得到的值 也是不一样的。

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