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一文搞懂 ThreadLocal 原理

ThreadLocal

当多线程访问共享可变数据时，涉及到线程间同步的问题，并不是所有时候，都要用到共享数据，所以就需要线程封闭出场了 。
数据都被封闭在各自的线程之中，就不需要同步，这种通过将数据封闭在线程中而避免使用同步的技术称为线程封闭 。
本文主要介绍线程封闭中的其中一种体现：ThreadLocal，将会介绍什么是 ThreadLocal；从 ThreadLocal 源码角度分析，最后介绍 ThreadLocal 的应用场景 。
什么是 ThreadLocal？ThreadLocal 是 JAVA 里一种特殊变量，它是一个线程级别变量，每个线程都有一个 ThreadLocal 就是每个线程都拥有了自己独立的一个变量，竞态条件被彻底消除了，在并发模式下是绝对安全的变量 。
可以通过 ThreadLocal<T> value = https://www.isolves.com/it/cxkf/bk/2020-07-29/new ThreadLocal(); 来使用 。
会自动在每一个线程上创建一个 T 的副本，副本之间彼此独立，互不影响，可以用 ThreadLocal 存储一些参数，以便在线程中多个方法中使用，用以代替方法传参的做法 。
下面通过例子来了解下 ThreadLocal：
public class ThreadLocalDemo {/*** ThreadLocal变量，每个线程都有一个副本，互不干扰*/public static final ThreadLocal<String> THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>();public static void main(String[] args) throws Exception {new ThreadLocalDemo().threadLocalTest();}public void threadLocalTest() throws Exception {// 主线程设置值THREAD_LOCAL.set("wupx");String v = THREAD_LOCAL.get();System.out.println("Thread-0线程执行之前，" + Thread.currentThread().getName() + "线程取到的值：" + v);new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {String v = THREAD_LOCAL.get();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程取到的值：" + v);// 设置 threadLocalTHREAD_LOCAL.set("huxy");v = THREAD_LOCAL.get();System.out.println("重新设置之后，" + Thread.currentThread().getName() + "线程取到的值为：" + v);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程执行结束");}}).start();// 等待所有线程执行结束Thread.sleep(3000L);v = THREAD_LOCAL.get();System.out.println("Thread-0线程执行之后，" + Thread.currentThread().getName() + "线程取到的值：" + v);}}首先通过 static final 定义了一个 THREAD_LOCAL 变量，其中 static 是为了确保全局只有一个保存 String 对象的 ThreadLocal 实例；final 确保 ThreadLocal 的实例不可更改，防止被意外改变，导致放入的值和取出来的不一致，另外还能防止 ThreadLocal 的内存泄漏 。上面的例子是演示在不同的线程中获取它会得到不同的结果，运行结果如下：
Thread-0线程执行之前，main线程取到的值：wupxThread-0线程取到的值：null重新设置之后Thread-0线程取到的值为：huxyThread-0线程执行结束Thread-0线程执行之后，main线程取到的值：wupx首先在 Thread-0 线程执行之前，先给 THREAD_LOCAL 设置为 wupx，然后可以取到这个值，然后通过创建一个新的线程以后去取这个值，发现新线程取到的为 null，意外着这个变量在不同线程中取到的值是不同的，不同线程之间对于 ThreadLocal 会有对应的副本，接着在线程 Thread-0 中执行对 THREAD_LOCAL 的修改，将值改为 huxy，可以发现线程 Thread-0 获取的值变为了 huxy，主线程依然会读取到属于它的副本数据 wupx，这就是线程的封闭 。
看到这里，我相信大家一定会好奇 ThreadLocal 是如何做到多个线程对同一对象 set 操作，但是 get 获取的值还都是每个线程 set 的值呢，接下来就让我们进入源码解析环节：
ThreadLocal 源码解析首先看下 ThreadLocal 都有哪些重要属性：
// 当前 ThreadLocal 的 hashCode，由 nextHashCode() 计算而来，用于计算当前 ThreadLocal 在 ThreadLocalMap 中的索引位置private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();// 哈希魔数，主要与斐波那契散列法以及黄金分割有关private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;// 返回计算出的下一个哈希值，其值为 i * HASH_INCREMENT，其中 i 代表调用次数private static int nextHashCode() {return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);}// 保证了在一台机器中每个 ThreadLocal 的 threadLocalHashCode 是唯一的private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();其中的 HASH_INCREMENT 也不是随便取的，它转化为十进制是 1640531527，2654435769 转换成 int 类型就是 -1640531527，2654435769 等于 (√5-1)/2 乘以 2 的 32 次方 。(√5-1)/2 就是黄金分割数，近似为 0.618，也就是说 0x61c88647 理解为一个黄金分割数乘以 2 的 32 次方，它可以保证 nextHashCode 生成的哈希值，均匀的分布在 2 的幂次方上，且小于 2 的 32 次方 。


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