Java中的ThreadLocalMap源碼解讀
概述
ThreadLocalMap是ThreadLocal的內(nèi)部類,是一個(gè)key-value數(shù)據(jù)形式結(jié)構(gòu),也是ThreadLocal的核心。
ThreadLocalMap中數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在Entry類型數(shù)組的table中的,Entry繼承了WeakReference(弱引用),注意key是弱引用,vlaue不是。
源碼解讀
1.成員變量
/** * 初始容量 */ private static final int INITIAL_CAPACITY = 16; /** * ThreadLocalMap數(shù)據(jù)真正存儲(chǔ)在table中 */ private Entry[] table; /** * ThreadLocalMap條數(shù) */ private int size = 0; /** * 達(dá)到這個(gè)大小,則擴(kuò)容 */ private int threshold; // 默認(rèn)為0
2.threadLocalHashCode
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode(); private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger(); /** * The difference between successively generated hash codes - turns * implicit sequential thread-local IDs into near-optimally spread * multiplicative hash values for power-of-two-sized tables. */ private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647; /** * Returns the next hash code. */ private static int nextHashCode() { return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT); }
HASH_INCREMENT = 0x61c88647是一個(gè)魔法數(shù),可以減少hash沖突,通過nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT)方法會(huì)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)據(jù),主要作用是增加哈希值,減少哈希沖突
3.構(gòu)造函數(shù)
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) { //初始化table數(shù)組,INITIAL_CAPACITY默認(rèn)值為16 table = new Entry[INITIAL_CAPACITY]; //key和16取得哈希值 int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1); //創(chuàng)建節(jié)點(diǎn),設(shè)置key-value table[i] = new Entry(firstKey, firstValue); size = 1; //設(shè)置擴(kuò)容閾值 setThreshold(INITIAL_CAPACITY); }
4.set
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == key) { //如果key是相同,則替換,并return e.value = value; return; } if (k == null) { //e!=null,key==null,因?yàn)閗ey是弱引用,所以key已經(jīng)被gc回收了,replaceStaleEntry方法就是用來(lái)解決內(nèi)存泄露問題 replaceStaleEntry(key, value, i); return; } } tab[i] = new Entry(key, value); int sz = ++size; if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) rehash(); } private void replaceStaleEntry(ThreadLocal<?> key, Object value, int staleSlot) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; Entry e; int slotToExpunge = staleSlot; //prevIndex是指針向前,尋找前面過期數(shù)據(jù) for (int i = prevIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = prevIndex(i, len)) if (e.get() == null) slotToExpunge = i; //向后尋找key相同的數(shù)據(jù) for (int i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) { ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == key) { e.value = value; //通過和過期的slot進(jìn)行交換,維護(hù)哈希表順序 tab[i] = tab[staleSlot]; tab[staleSlot] = e; if (slotToExpunge == staleSlot) slotToExpunge = i; //清除過期slot cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len); return; } if (k == null && slotToExpunge == staleSlot) slotToExpunge = i; } // 如果key并沒有在map中出現(xiàn)過,則直接創(chuàng)建 tab[staleSlot].value = null; tab[staleSlot] = new Entry(key, value); //如果還有其他過期slot,則清除 if (slotToExpunge != staleSlot) cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len); } 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; i = expungeStaleEntry(i); } } while ( (n >>>= 1) != 0); return removed; } private int expungeStaleEntry(int staleSlot) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; // 刪除下標(biāo)為staleSlot的slot tab[staleSlot].value = null; tab[staleSlot] = null; size--; // 重新哈希,直到遇到null Entry e; int i; for (i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) { ThreadLocal<?> k = e.get(); //如果key==null,說明已經(jīng)被回收 if (k == null) { //Entry設(shè)置為null,size減一 e.value = null; tab[i] = null; size--; } else { //重新進(jìn)行hash計(jì)算 int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1); //如果計(jì)算的位置和從前位置不一致 if (h != i) { tab[i] = null; //掃描到null,將值放入 while (tab[h] != null) h = nextIndex(h, len); tab[h] = e; } } } return i; } private void rehash() { expungeStaleEntries(); //如果當(dāng)前size大于法制的四分之三,則擴(kuò)容 if (size >= threshold - threshold / 4) resize(); } /** * 全局清理 */ private void expungeStaleEntries() { Entry[] tab = table; int len = tab.length; for (int j = 0; j < len; j++) { Entry e = tab[j]; if (e != null && e.get() == null) expungeStaleEntry(j); } }
set方法首先根據(jù)key計(jì)算存儲(chǔ)位置 如果計(jì)算出來(lái)的下標(biāo)不為空,會(huì)進(jìn)入循環(huán),循環(huán)內(nèi)如果key相同,則直接替換,如果key被回收,則調(diào)用replaceStaleEntry方法清除,并且在該方法中設(shè)置value。 如果計(jì)算出來(lái)的下標(biāo)為空,則直接設(shè)置值,并在最后通過cleanSomeSlots清除過期key和確定是否通過rehash擴(kuò)容。
5.getEntry
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) { //計(jì)算下標(biāo)位置 int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1); Entry e = table[i]; //沒有hash沖突,entry存在,并且key未被回收 if (e != null && e.get() == key) return e; else //hash沖突,通過線性探測(cè)查找,可能查詢到 return getEntryAfterMiss(key, i, e); } private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; //循環(huán)查找,直到為null while (e != null) { ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == key) return e; if (k == null) //被回收了,清除 expungeStaleEntry(i); else //循環(huán)下一個(gè) i = nextIndex(i, len); e = tab[i]; } return null; }
getEntry是根據(jù)ThreadLocal獲取ThreadLocalMap中某個(gè)值的,如果存在哈希沖突則通過getEntryAfterMiss方法線性探測(cè)查找
6.remove
private void remove(ThreadLocal<?> key) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); //如果threadLocalHashCode計(jì)算出的下標(biāo)找到的key和傳入key不同,則證明出現(xiàn)哈希沖突,則循環(huán)向下查找 for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { //如果key相同 if (e.get() == key) { //刪除當(dāng)前Entry e.clear(); //清理 expungeStaleEntry(i); return; } } }
總結(jié)
1.ThreadLocalMap.Entry繼承了WeakReference,實(shí)現(xiàn)了弱引用,提高了垃圾回收的效率。
2.ThreadLocalMap可能存在內(nèi)存泄露,因?yàn)閗ey被回收后,但是value依然和Entry存在強(qiáng)引用關(guān)系,所以使用完進(jìn)行remove是一個(gè)很好的習(xí)慣,可以避免內(nèi)存泄露。
到此這篇關(guān)于Java中的ThreadLocalMap源碼解讀的文章就介紹到這了,更多相關(guān)ThreadLocalMap源碼解讀內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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