ThreadLocal源码解析2.ThreadLocalMap

1.ThreadLocalMap内部结构

   static class ThreadLocalMap {/**  这里的Entry继承了弱引用，(弱引用只要发生GC就要被回收)*  Entry的key(ThreadLocal)以弱引用的方式指向ThreadLocal对象。*  (可以避免内存泄露)*  (参考 https://blog.csdn.net/qq_46312987/article/details/117166100)*/static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {Object value;         Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {super(k);value = v;}}//Entry数组初始长度，数组的长度必然是2的次方数private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;//Entry数组private Entry[] table;//Entry数组中的元素个数private int size = 0;/** 扩容阈值 初始值为 len * 2/3* 触发后调用 rehash()方法* rehash() 方法先做一次全局检查过期数据，把散列表中所有过期的entry移除* 如果移除之后 当前散列表中的entry个数仍然达到 阈值的3/4,就进行扩容。*/private int threshold; //设置阈值为当前数组长度的2/3private void setThreshold(int len) {threshold = len * 2 / 3;}/** @param i 当前下标* @param len 数组长度* 返回当前位置的下一个位置*/private static int nextIndex(int i, int len) {/** 当前下标+1 如果小于数组长度的话 返回 +1的值* 如果等于数组长度的话，就返回0，即形成了环*/return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);}/** 跟nextIndex()方法类似。返回当前位置的上一个位置*/private static int prevIndex(int i, int len) {return ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1);}/** 构造方法*/ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {//构造一个初始长度为16的Entry数组table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];//寻址，(hash值 & length - 1)int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);//构造一个Entry对象放到指定的位置上table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);//size = 1  size = 1;//设置阈值为初始化容量(16)的2 / 3 = 10setThreshold(INITIAL_CAPACITY);}}

2.getEntry()方法详解

//----------------------------ThreadLocal.get()-------------------------------
// 此方法详解在 [https://blog.csdn.net/qq_46312987/article/details/121799343]
// 这里我们详细讲解 getEntry()方法。public T get() {//获取当前线程对象Thread t = Thread.currentThread();//获取当前线程内部的threadLcoalMapThreadLocalMap map = getMap(t);//内部的map不为NULL，if (map != null) {//这里调用了getEntry()，去threadLocalMap中查询指定的数据ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T)e.value;return result;}}return setInitialValue();}
//-----------------------------ThreadLocalMap.getEntry()---------------------/**  ThreadLocal对象的get()操作实际上是由ThreadLocalMap.getEntry()完成的。*/   private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {//寻址int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);//获取指定位置的EntryEntry e = table[i];/** 当前位置不为NULL 并且当前位置的key(ThreadLocal对象)与传来的key是否一致* 注意 ThreadLocalMap与HashMap或者是ConcurrentHashMap最大的区别就是* 当出现hash冲突时使用的是开放寻址法(找下一个位置)而不是拉链法(在当前位置形成             * 链表)*/if (e != null && e.get() == key)return e;else//在当前位置没找到就去后面继续找。return getEntryAfterMiss(key, i, e);}//-----------------------ThreadLocalMap.getEntryAfterMiss()-------------------/** @param key   ThreadLocal对象* @param i     第一次寻址的索引位置* @param e     table第i个位置的entry对象* * 此方法的作用就是从当前位置向后查询，查询到指定数据返回，当查询到某一个位置的             * Entry为NULL时结束，最终返回NULL，在查询过程中如果某一个位置的entry不为NULL，* 但是key为NULL，说明对应的当前entry关联的ThreadLcoal对象已经被回收了，那么就       * 会将当前的entry清理掉*/      private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {Entry[] tab = table;int len = tab.length;//向后查找如果还没有查找到 但是当前位置的entry为NUll，说明查找不到，结束循环while (e != null) {//entry继承了弱引用，get()方法就是获取内部的ThreadLocal对象ThreadLocal<?> k = e.get();//查找成功，返回entry。if (k == key)return e;/* key是NULL，说明entry关联的ThreadLocal被回收了，但是entry还存在，* 这时就需要将当前位置的entry干掉。*/if (k == null)expungeStaleEntry(i);//k不为NULL，但是当前entry不是目标entry，继续向后查找elsei = nextIndex(i, len);e = tab[i];}return null;}//--------------------------ThreadLocalMap.expungeStaleEntry()----------------/** @param staleSlot (stale翻译为过期的) 此方法的作用* 1.即当前位置上的entry的key是NULL，说明当前的entry已经没有用了。* 需要将其干掉。* 2.遍历哈希表，将从当前位置开始的entry != null && key == null的所有entry         *   干掉，然后将正常的entry做一次重新迁移，优化查询。           */private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {Entry[] tab = table;int len = tab.length;//将当前位置的entry的的value置为NULL(help GC)tab[staleSlot].value = null;//将当前位置置为NULL，将entry直接干掉tab[staleSlot] = null;//size - 1size--;//下面就是rehash()的过程//当前遍历的entryEntry e; //当前的位置int i;//循环遍历数组(从置为NULL的entry对象的下一个位置开始)，直到某一位置上的entry为NULL为止。for (i = nextIndex(staleSlot, len);(e = tab[i]) != null;i = nextIndex(i, len)) {/** 能进入for循环，说明当前位置的entry一定不为NULL。*/ThreadLocal<?> k = e.get();//k(ThreadLocal对象) = NULL，将当前entry的value和当前entry全部干掉。if (k == null) {e.value = null;tab[i] = null;size --;} else {/**  执行到这里，说明当前位置的entry不为NULL。*  此时需要执行的事就是判断当前位置上的entry是否在经过哈希寻址后应                      *  该在的位置，(因为有可能发生过冲突)，如果不在该在的位置，就去寻找*  距离寻址位置最近的位置(也可能找到寻址的位置)。*///重新计算索引int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1);//条件成立 表示当前entry确实不在该在的位置，需要尝试重新找位置存放。if (h != i) {tab[i] = null;//循环找位置存放while (tab[h] != null)h = nextIndex(h, len);tab[h] = e;}}}return i;}

3.getEntry()运行流程图

4.set()方法详解

//-----------------ThreadLocalMap.set()---------------------------------------private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {//寻址Entry[] tab = table;int len = tab.length;int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);/**  for循环做的事就是，循环寻找key相同的entry。*  1.找到相同key并且正常的entry，做value替换*  2.找到某一位置(entry != null && entry.key == NULL)，将entry替换。*/for (Entry e = tab[i];e != null;e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {ThreadLocal<?> k = e.get();//找到了相同的key，替换value。if (k == key) {e.value = value;return;}//查找过程中，碰到了entry.key == null，说明当前entry是过期数据if (k == null) {//替换过期的entry。replaceStaleEntry(key, value, i);return;}}/** 执行到这里，说明for循环找到了一个当前slot为NULL的情况，* 此时直接在这个slot位置上创建一个Entry对象。*/tab[i] = new Entry(key, value);int sz = ++size;/** 这里做一次清理工作，cleanSomeSlots()返回true表示内部没有清理到数据* 这时在判断元素数量是否达到了扩容阈值，大于等于阈值就进行rehash()操作*/if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)rehash();}//----------------------ThreadLocalMap.replaceStaleEntry----------------------/** 替换过期的entry。*  @param key 新key*  @param value 新value*  @param staleSlot 过期entry的位置*/private void replaceStaleEntryreplaceStaleEntry
(ThreadLocal<?> key, Object value,int staleSlot) {Entry[] tab = table;int len = tab.length;Entry e;//将过期entry的位置赋值给slotToExpungeint slotToExpunge = staleSlot;/** 以当前staleSlot位置的前一个位置开始，向前迭代查找，* (结束条件entry = null)，更新slotToExpunge为靠前的* (entry != null && entry.key == null) 的过期entry的位置。*/for (int i = prevIndex(staleSlot, len);(e = tab[i]) != null;i = prevIndex(i, len)){if (e.get() == null){slotToExpunge = i;}}/** 从当前不合法的entry的位置的下一个位置开始遍历，* */for (int i = nextIndex(staleSlot, len);(e = tab[i]) != null;i = nextIndex(i, len)) {//获取当前位置的entry的key(threadLocal)ThreadLocal<?> k = e.get();/** key要添加的新key* k 当前遍历的key* k == key 说明要添加的key已经存在了，需要替换value* 然后做清理逻辑*/if (k == key) {//替换value。e.value = value; //将过期的entry放到当前位置i，因为下面要从i这个位置开始清理tab[i] = tab[staleSlot];//将替换完毕的entry放到过期数据的位置tab[staleSlot] = e;//条件成立：说明replaceStaleEntry一开始时向前查找过期数据时，并未                   //找到过期的entry.if (slotToExpunge == staleSlot)//因为上面做了交换，所以当前位置i就是过期数据，赋值给slotToExpungeslotToExpunge = i;//下面就是清理过期的entry。cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);return;}/* * 条件1： k == null成立，说明当前遍历的entry是一个过期数据* 条件2： slotToExpunge == staleSlot成立说明一开始向前查找过期数据               * 并未找到过期的entry*/if (k == null && slotToExpunge == staleSlot)//因为向后查询过程中查找到了一个过期数据，更新slotToExpunge为当前位                   //置，前提条件是前驱扫描时未发现过期数据slotToExpunge = i;}/**  什么时候执行到这里？*—>向后查找过程中，并未发现 key = null 的entry，说明当前set操作是一个添加*  逻辑，直接将新数据添加到过期entry的位置上。*/tab[staleSlot].value = null;tab[staleSlot] = new Entry(key, value);//条件成立：说明除了当前staleSlot过期entry位置以外，还发现其他的过期slot了if (slotToExpunge != staleSlot)//开启清理数据的逻辑。cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);}//------------------ThreadLocalMap.cleanSomeSlots----------------------------/** @param i 表示清理工作的起始位置,这个位置一定是NULL。* @param n 表示table.length*/  private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) {boolean removed = false;Entry[] tab = table;int len = tab.length;do {//获取当前i位置的下一个位置i = nextIndex(i, len);//获取位置上的entry。Entry e = tab[i];/** 条件成立表示当前位置的entry是过期数据，* 需要清理  */if (e != null && e.get() == null) {n = len; //清理表示置为true，表示清理过removed = true;//以当前过期的slot位置开始，做一次探测式清理工作。i = expungeStaleEntry(i);}/** 表示循环次数。*/                } while ( (n >>>= 1) != 0);return removed;}

5.set()方法流程图

6.rehash()方法

只有当前table元素个数大于等于扩容阈值并且在清理完table内部的所有过期的entry后，元素个数还大于等于阈值的3/4，这时才会触发扩容。

//--------------------ThreadLocalMap.rehash()---------------------------------private void rehash() {//这个方法执行完毕后，当前散列表内部所有过期的数据，都会被干掉。expungeStaleEntries();//条件成立，说明清理完所有的过期entry后，size数量仍然达到了扩容阈值的 3/4//才会去做一次resize()扩容。if (size >= threshold - threshold / 4)resize();}//------------------------ThreadLocalMap.resize()----------------------------- private void resize() {//扩容，变为原长度的2倍Entry[] oldTab = table;int oldLen = oldTab.length;int newLen = oldLen * 2; // 新长度 = 原长度 * 2;//创建一个新的table，Entry[] newTab = new Entry[newLen];//表示新表中的元素个数int count = 0;//遍历原表中的每一个slot，将原表中的数据迁移到新表。for (int j = 0; j < oldLen; ++j) {Entry e = oldTab[j];if (e != null) {ThreadLocal<?> k = e.get();if (k == null) {e.value = null; // Help the GC} else {//计算新位置int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);//遍历找空位置(找到距离目标位置最近的一个slot)while (newTab[h] != null)h = nextIndex(h, newLen);//放到新位置newTab[h] = e;count++;}}}setThreshold(newLen); //设置新的扩容阈值size = count; // 将count赋值给size table = newTab; //将新表赋值给table。}//----------------------ThreadLcoalMap.remove()-------------------------------private void remove(ThreadLocal<?> key) {Entry[] tab = table;int len = tab.length;//根据key获取索引位置int i = key.threadLocalHashCode & (len - 1);//遍历for (Entry e = tab[i];e != null;e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {//找到指定keyif (e.get() == key) {                    /** entry是弱引用，调用clear()方法会将内部关联的threadLocal置为                  * NULL */e.clear();//清理当前位置 将entry内部的value以及entry干掉。expungeStaleEntry(i);return;}}}

7.三大清理方法流程图

expungeStaleEntry运行流程

cleanSomeSlots运行流程

replaceStaleEntry运行流程

ThreadLocal源码解析2.ThreadLocalMap相关推荐

面试官系统精讲Java源码及大厂真题 - 43 ThreadLocal 源码解析
43 ThreadLocal 源码解析引导语 ThreadLocal 提供了一种方式,让在多线程环境下,每个线程都可以拥有自己独特的数据,并且可以在整个线程执行过程中,从上而下的传递. 1 用法演示 ...
JDK8 ThreadLocal 源码解析与最佳实践
文章目录用法 Example1 Example2 Springboot @Transcation 注解的原理 Entry 的 Key 设置为弱引用有什么好处内存泄漏问题 This class pr ...
ThreadLocal源码解读侵立删
转自:http://www.cnblogs.com/micrari/p/6790229.html 1. 背景 ThreadLocal源码解读,网上面早已经泛滥了,大多比较浅,甚至有的连基本原理都说的很 ...
深入解析ThreadLocal源码
概念 ThreadLocal 是线程的局部变量, 是每一个线程所单独持有的,其他线程不能对其进行访问. 当使用ThreadLocal维护变量的时候为每一个使用该变量的线程提供一个独立的变量副本,即每 ...
ThreadLocal与InheritableThreadLocal源码解析
ThreadLocal 变量值的共享可以使用public static变量的形式实现,所有的线程都使用同一个public static变量,那如何实现每一个线程都有自己的变量呢?JDK提供的Threa ...
Spring - 深入解析ThreadLocal源码
概念 ThreadLocal 是线程的局部变量, 是每一个线程所单独持有的,其他线程不能对其进行访问. 当使用ThreadLocal维护变量的时候为每一个使用该变量的线程提供一个独立的变量副本,即每 ...
HandlerThread和IntentService源码解析
简介首先我们先来了解HandlerThread和IntentService是什么,以及为什么要将这两者放在一起分析. HandlerThread: HandlerThread 其实是Handler ...
Handler消息机制（九）：IntentService源码解析
作者:jtsky 链接:https://www.jianshu.com/p/0a150ec09a32 简介首先我们先来了解HandlerThread和IntentService是什么,以及为什么要将 ...
Handler 源码解析——Handler的创建
前言 Android 提供了Handler和Looper来来满足线程间的通信,而前面我们所说的IPC指的是进程间的通信.这是两个完全不同的概念. Handler先进先出原则,Looper类用来管理特定 ...

ThreadLocal源码解析2.ThreadLocalMap

1.ThreadLocalMap内部结构

2.getEntry()方法详解

3.getEntry()运行流程图

4.set()方法详解

5.set()方法流程图

6.rehash()方法

7.三大清理方法流程图

ThreadLocal源码解析2.ThreadLocalMap相关推荐

最新文章

热门文章