ThreadLocal常用方法、使用场景及注意事项说明

 protected T initialValue() {
        return null;
 }

// withInitial()实际是创建了一个ThreadLocal的子类SuppliedThreadLocal，重写initialValue()
ThreadLocal<Object> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(Object::new);

public void set(T value) {
    // 获取当前线程Thread.currentThread() 
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 根据当前线程获取与之关联的ThreadLocalMap数据结构
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        // 核心方法。set 遍历整个Entry的过程，后面有详解
        map.set(this, value);
    else {
        // 调用createMap(),创建ThreadLocalMap,key为当前ThreadLocal实例，存入数据为当前value。
        // ThreadLocal会创建一个默认长度为16Entry节点，并将k-v放入i位置(i位置计算方式和hashmap相似，
        // 当前线程的hashCode&(entry默认长度-1)),并设置阈值(默认为0)为Entry默认长度的2/3。
        createMap(t, value);
    }
}
// set 遍历整个Entry的过程
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
    // 获取所有的Entry
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    // 根据ThreadLocal对象，计算角标位置
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
 // 循环查找
    for (Entry e = tab[i];e != null;e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        ThreadLocal<?> k = e.get();
  // 找到相同的就直接覆盖，直接返回。
        if (k == key) {
            e.value = value;
            return;
        }
  // 如果ThreadLocal为null，直接驱出并使用新数据(Value)占居原来位置，
  // 这个过程主要是防止内存泄漏。
        if (k == null) {
            // 驱除ThreadLocal为null的Entry，并放入Value，这也是内存泄漏的重点地区
            replaceStaleEntry(key, value, i);
            return;
        }
    }
 // entry都为null，创建新的entry，已ThreadLocal为key，将存放数据为Value。
    tab[i] = new Entry(key, value);
    int sz = ++size;
    // ThreadLoaclMapde的当前数据元素的个数和阈值比较，再次进行key为null的清理工作。
    if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
        // 整理Entry，当Entry中的ThreadLocal对象为null时，通过重新计算角标位来清理
        // 以前ThreadLocal。如果Entry数量大于3/4容量进行扩容
        rehash();
}

public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 获得ThreadLocalMap对象map，ThreadLocalMap是和当前Thread关联的，
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        // 存入ThreadLocal中的数据实际上是存储在ThreadLocalMap的Entry中。
        // 而此Entry是放在一个Entry数组里面的。
        // 获取当前ThreadLocal对应的entry
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            // 直接返回当前数据 
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    // ThreadLocalMap未初始化，首先初始化
    return setInitialValue();
}
// ThreadLocal的setInitialValue方法源码
private T setInitialValue() {
    // 为ThreadLocalMap指定Value的初始化值
    T value = initialValue();
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 根据本地线程Thread获取ThreadLocalMap，一下方法与Set方法相同。
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        // 如果map存在，直接调用set()方法进行赋值。
        map.set(this, value);
    else
        // map==null；创建ThreadLocalMap对象，并将Thread和value关联起来
        createMap(t, value);
    return value;
}

// java.lang.Thread#threadLocals
  /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
  ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
    ThreadLocal<?> k = e.get();
  ...
    if (k == null)
        // 清除 key 是 null 的Entry
        expungeStaleEntry(i);
  ...
 return null;
}
private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) {
    boolean removed = false;
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    do {
        i = nextIndex(i, len);
        Entry e = tab[i];
        if (e != null && e.get() == null) {
            n = len;
            removed = true;
            // 清除key==null 的Entry
            i = expungeStaleEntry(i);
        }
    } while ( (n >>>= 1) != 0);
    return removed;
}

private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) {
    boolean removed = false;
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    do {
        i = nextIndex(i, len);
        Entry e = tab[i];
        if (e != null && e.get() == null) {
            n = len;
            removed = true;
            // 清除key==null 的Entry
            i = expungeStaleEntry(i);
        }
    } while ( (n >>>= 1) != 0);
    return removed;
}

public void remove() {
    // 根据当前线程，获取ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
    if (m != null)
        // map不为null，执行remove操作
        m.remove(this);
}
// ThreadLocal 的remove()
private void remove(ThreadLocal<?> key) {
    // 获取存放key-value的数组。
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    // 根据ThreadLocal的HashCode确定唯一的角标
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
    for (Entry e = tab[i];e != null;e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        if (e.get() == key) {
            // 如果和本ThreadLocal相同。将引用置null。
            e.clear();
            // 实行Enty和Entry.value置null。源码中 tab[staleSlot].value = null; tab[staleSlot] = null;
            expungeStaleEntry(i);
            return;
        }
    }
}