下面介绍ThreadLocal的内部结构,探究它能够实现线程数据隔离的原理。
1 常见的误解
如果我们不去看源代码的话,可能会猜测ThreadLocal是这样子设计的:每个ThreadLocal都创建一个Map,然后用线程作为Map的key,要存储的局部变量作为Map的value,这样就能达到各个线程的局部变量隔离的效果。这是最简单的设计方法,JDK最早期的ThreadLocal 确实是这样设计的,但现在早已不是了。
2 现在的设计
但是,JDK后面优化了设计方案,在JDK8中 ThreadLocal的设计是:每个Thread维护一个ThreadLocalMap,这个Map的key是ThreadLocal实例本身,value才是真正要存储的值Object。
具体的过程是这样的:
(1) 每个Thread线程内部都有一个Map (ThreadLocalMap)
(2) Map里面存储ThreadLocal对象(key)和线程的变量副本(value)
(3)Thread内部的Map是由ThreadLocal维护的,由ThreadLocal负责向map获取和设置线程的变量值。
(4)对于不同的线程,每次获取副本值时,别的线程并不能获取到当前线程的副本值,形成了副本的隔离,互不干扰。
3 这样设计的好处
这个设计与我们一开始说的设计刚好相反,这样设计有如下两个优势:
(1) 这样设计之后每个Map存储的Entry数量就会变少。因为之前的存储数量由Thread的数量决定,现在是由ThreadLocal的数量决定。在实际运用当中,往往ThreadLocal的数量要少于Thread的数量。
(2) 当Thread销毁之后,对应的ThreadLocalMap也会随之销毁,能减少内存的使用。