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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