ThreadLocal的作用和实现原理 - 好文

ThreadLocal的作用

ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类，通过它可以在指定的线程中存储数据，数据存储以后，只有在指定的线程中可以获取到存储的数据，对于其他线程来说则无法取到数据。

ThreadLocal的主要作用

轻松实现一些看起来很复杂的功能，适合以下一些应用场景。

* 应用场景1
某些数据是以线程为作用域并且不同线程具有不同的数据的副本时，就可以考虑用ThreadLocal。

例如：Android中，Handler需要获取当前线程的Looper，很显然Looper的作用域是线程并且不同线程具有不同的Looper。

通过ThreadLocal就可以轻松实现Looper在线程中的存取。

* 应用场景2
复杂逻辑下的对象传递，比如监听器的传递，有些时候一个线程中的任务过于复杂，我们又需要监听器能够贯穿整个线程的执行过程。

采用ThreadLocal可以让监听器作为线程内的全局对象而存在，在线程内部只要通过get方法就可以获取到监听器。

ThreadLocal的使用示例
ThreadLocal<Boolean> mBooleanThreadLocal = new ThreadLocal<>();
mBooleanThreadLocal.set(true); Log.d("@@@", "[Thread@main]mBooleanThreadLocal =
" + mBooleanThreadLocal.get()); new Thread("Thread@1") { @Override public void
run() { mBooleanThreadLocal.set(false); Log.d("@@@",
"[Thread@1]mBooleanThreadLocal = " + mBooleanThreadLocal.get()); } }.start();
new Thread("Thread@2") { @Override public void run() { Log.d("@@@",
"[Thread@2]mBooleanThreadLocal = " + mBooleanThreadLocal.get()); } }.start();
输出的日志如下
D/@@@: [Thread@main]mBooleanThreadLocal = true D/@@@: [Thread@1
]mBooleanThreadLocal = false D/@@@: [Thread@2]mBooleanThreadLocal = null

在上面示例代码中，主线程的mBooleanThreadLocal的值设置为true，子线程1的mBooleanThreadLocal的值设置为false，子线程2的mBooleanThreadLocal的值不设置。

从日志可以看出，虽然在不同线程中访问同一个ThreadLocal对象，但是他们通过ThreadLocal获取到值却是不一样的，这就是ThreadLocal的神奇之处。

ThreadLocal的实现原理

ThreadLocal是一个泛型类，定义为public class
ThreadLocal，只要弄清楚ThreadLocal的get方法和set方法，就可以明白它的实现原理。

ThreadLocal的set方法（Android API 26），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
); }
从set源码可以看出，首先getMap方法来获取当前线程的ThreadLocalMap，这个Map是一个自定义的hash
map，key是TheadLocal，value是对应存储的值。

ThreadLocal的get方法（Android API 26），源码如下
public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map =
getMap(t);if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e
!= null) { @SuppressWarnings("unchecked") T result = (T)e.value; return result;
} }return setInitialValue(); }

从get源码可以看出，首先也是一样用getMap方法来获取当前线程的ThreadLocalMap，然后根据key=当前ThreadLocal来获取对应的value值。

从ThreadLocal的set和get方法可以看出，它们所操作的都是当前线程的ThreadLocalMap对象。

因此在不同线程中，访问同一个ThreadLocal的set和get方法，它们对ThreadLocalde的读、写操作仅限于各自线程的内部
，从而使ThreadLocal可以在多个线程中互不干扰地存储和修改数据。

ThreadLocal在Android中的应用

获取当前线程的Looper

在Looper类中，定义了一个ThreadLocal静态常量
static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();
1、初始化Looper，即调用Looper.perpar()，源码如下
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)); } private Looper(boolean
quitAllowed) { mQueue =new MessageQueue(quitAllowed); mThread =
Thread.currentThread(); }
从源码可以看到，在一个线程中初始化Looper，是用ThreadLocal存储Looper对象。同时保证一个线程只拥有一个Looper，否则在初始化会报错
Only one Looper may be created per thread

2、获取当前线程的Looper，即Looper.myLooper（），源码如下
public static @Nullable Looper myLooper() { return sThreadLocal.get(); }
从源码可以看到，返回Looper对象是调用ThreadLocal.get()，即当前线程对应的Looper对象。

我们可以根据此，判断当前线程是否是主线程
public boolean isMainThread() { return Looper.myLooper() ==
Looper.getMainLooper(); }
另外，Handler也用来判断当前线程是否有Looper，否则报错Can’t create handler inside thread that has
not called Looper.prepare()
mLooper = Looper.myLooper(); if (mLooper == null) { throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"); }
参考
任玉刚的《Android开发艺术探索》

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