并发编程之详解InheritableThreadLocal类原理

时间:2021-08-18 20:14:44

【本文版权归微信公众号"代码艺术"(ID:onblog)所有,若是转载请务必保留本段原创声明,违者必究。若是文章有不足之处,欢迎关注微信公众号私信与我进行交流!】

在Java并发编程中,InheritableThreadLocal 与 ThreadLocal 都可以用于线程间通信,不同的是 InheritableThreadLocal 继承了 ThreadLocal,并且扩展了 ThreadLocal。使用类 InheritableThreadLocal 可使子线程继承父线程的值。相反,类 ThreadLocal 不能实现值继承。

使用示例:

public class LocalThread extends Thread {
private static InheritableThreadLocal local = new InheritableThreadLocal(); @Override
public void run() {
System.out.println("thread线程:"+ local.get());
} public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
local.set("main的值");
LocalThread t = new LocalThread();
t.start();
System.out.println("main线程:"+ local.get());
} }

分析下 InheritableThreadLocal 类源码:

public class InheritableThreadLocal<T> extends ThreadLocal<T> {
/**
* Computes the child's initial value for this inheritable thread-local
* variable as a function of the parent's value at the time the child
* thread is created. This method is called from within the parent
* thread before the child is started.
* <p>
* This method merely returns its input argument, and should be overridden
* if a different behavior is desired.
*
* @param parentValue the parent thread's value
* @return the child thread's initial value
*/
protected T childValue(T parentValue) {
return parentValue;
} /**
* Get the map associated with a ThreadLocal.
*
* @param t the current thread
*/
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.inheritableThreadLocals;
} /**
* Create the map associated with a ThreadLocal.
*
* @param t the current thread
* @param firstValue value for the initial entry of the table.
*/
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
}

可以看到,getMap() 方法和 creatMap() 方法都是重写的 ThreadLocal 类方法,区别在于把 ThreadLocal 中的 threadLocals 换成了 inheritableThreadLocals,这两个变量都是ThreadLocalMap类型,并且都是Thread类的属性,源码如下:

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null; /*
* InheritableThreadLocal values pertaining to this thread. This map is
* maintained by the InheritableThreadLocal class.
*/
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

inheritableThreadLocal 如何实现值继承的呢?继续看下面的代码:

/**
* Construct a new map including all Inheritable ThreadLocals
* from given parent map. Called only by createInheritedMap.
*
* @param parentMap the map associated with parent thread.
*/
private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) {
Entry[] parentTable = parentMap.table;
int len = parentTable.length;
setThreshold(len);
table = new Entry[len]; for (int j = 0; j < len; j++) {
Entry e = parentTable[j];
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get();
if (key != null) {
Object value = key.childValue(e.value);
Entry c = new Entry(key, value);
int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1);
while (table[h] != null)
h = nextIndex(h, len);
table[h] = c;
size++;
}
}
}
}

在构造方法的完整源代码算法中可以发现,子线程将父线程中的 table 对象以复制的方式赋值给子线程的 table 数组,这个过程是在创建 Thread 类对象时发生的,也就说明当子线程对象创建完毕后,子线程中的数据就是主线程中旧的数据,主线程使用新的数据时,子线程还是使用旧的数据,因为主子线程使用两个 Entry[] 对象数组各自存储自己的值。

这部分涉及到 Java 的值传递。对于对象来说,值的内容其实是对象的引用。当在父线程中修改对象的某一属性,子线程由于引用着相同对象,所以可以感知到,本质上是在操作同一块内存地址。

对于基本数据类型(int、long)来说,由于传递的是值,在父线程改变了数据后,子线程依旧使用的是旧的数据。这里尤其要提 String 字符串,String 虽然不是基本数据类型,但是由于内部字符数组被 final 修饰带来的不可变型,当父线程修改其 String 类型数据时,等于替换掉该 String 对象,而并不是修改原 String 对象的值,所以子线程依旧不会发生变化。

另外,重写类 InheritableThreadLocal 的 childValue() 方法可以对继承的值进行加工,比如通过调用clone() 方法返回 parentValue 的浅拷贝,以达到子线程无法影响父线程的目的。

代码如下:

public class Local extends InheritableThreadLocal {

    @Override
protected Object initialValue() {
return new Date();
} @Override
protected Object childValue(Object parentValue) {
return parentValue+"[子线程增强版]"; // parentValue.clone();
}
}

版权声明

【本文版权归微信公众号"代码艺术"(ID:onblog)所有,若是转载请务必保留本段原创声明,违者必究。若是文章有不足之处,欢迎关注微信公众号私信与我进行交流!】

并发编程之详解InheritableThreadLocal类原理