理清ThreadLocal、ThreadLocalMap、Thread之间的关系

引言

这三种的关系由于大量的内部类的关系，第一次看的时候还是有点绕的，感觉你是老子的孙子，又是老子的老子。我还是建议你先抛开内部类的关系，把每一个类当作普通类来看到，理解每個类的职责，最后再把内部类放进去考虑这样设计的目的。这里也给大家一个启示，面对复杂的事情的时候，我们需要跳出来，先把问题简单化，大方向把握了，再进一步去细化每一个功能点和设计的艺术。

关系图解

接下来我们看下面一张图

从上图我们可以发现Thread 中持有一个ThreadLocalMap ，这里你可以简单理解为就是持有一个数组，这个数组是Entry 类型的。 Entry 的key 是ThreadLocal 类型的，value 是Object 类型。也就是一个ThreadLocalMap 可以持有多个ThreadLocal。他们是一对多的关系（当然Entry 还涉及到弱引用的技术，这里不展开，不然就没完没了了）

加上内部类的关系

为什么ThreadLocalMap 设计为ThreadLocal 内部类

看到各种内部类是不是有点晕，感觉你是老子的孙子，又是老子的老子，为什么不独立ThreadLocalMap 出来呢？其实这里涉及到内部类起到封装的作用。来，我们看看源码的解析

/**

ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for
maintaining thread local values. No operations are exported
outside of the ThreadLocal class. The class is package private to
allow declaration of fields in class Thread. To help deal with
very large and long-lived usages, the hash table entries use
WeakReferences for keys. However, since reference queues are not
used, stale entries are guaranteed to be removed only when
the table starts running out of space.
*/
static class ThreadLocalMap {
//这里省略其他属性和方法
}

主要是说明ThreadLocalMap 是一个线程本地的值，它所有的方法都是private 的，也就意味着除了ThreadLocal 这个类，其他类是不能操作ThreadLocalMap 中的任何方法的，这样就可以对其他类是透明的。同时这个类的权限是包级别的，也就意味着只有同一个包下面的类才能引用ThreadLocalMap 这个类，这也是Thread 为什么可以引用ThreadLocalMap 的原因，因为他们在同一个包下面。

虽然Thread 可以引用ThreadLocalMap，但是不能调用任何ThreadLocalMap 中的方法。这也就是我们平时都是通过ThreadLocal 来获取值和设置值，看下以下代码

public class Test {public static void main(String[] args) {ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();local.set("hello word");System.out.println(local.get());}
}

但我们调用ThreadLocal 的get 方法的时候，其实我们最后是通过调用ThreadLdocalMap 来获取值的

 public T get() {//这里通过获取当前的线程Thread t = Thread.currentThread();//通过线程来获取ThreadLocalMap ，还记得我们上面说的Thread 里面有一个ThreadLocalMap 属性吗？就是这里用上了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();}

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}

到这里，读者应该大概明白了，其实ThreadLdocalMap 对使用者来说是透明的，可以当作空气，我们一值使用的都是ThreadLocal，这样的设计在使用的时候就显得简单，然后封装性又特别好。

ThreadLdocalMap 什么时候开始和Thread 进行绑定的呢

在第一次调用ThreadLocal set() 方法的时候开始绑定的，来我们看下set 方法的源码

   public void set(T value) {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)map.set(this, value);else//第一次的时候进来这里，因为ThreadLocalMap 还没和Thread 绑定createMap(t, value);}//这个时候开始创建一个新的ThreadLocalMap 赋值给Thread 进行绑定void createMap(Thread t, T firstValue) {t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);}