ThreadLocal与ThreadLocalMap

news2025/10/31 10:14:59

参考：理清ThreadLocal、ThreadLocalMap、Thread之间的关系 - 翎野君 - 博客园 (cnblogs.com)

ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 类中的一个静态内部类，但它存在于每个线程的 Thread 对象内部，而不是 ThreadLocal 实例本身。

ThreadLocal 类：这是一个顶级类，用于定义线程局部变量。每个 ThreadLocal 实例表示一个特定类型的线程局部变量。
ThreadLocalMap 类：这是 ThreadLocal 类中的一个静态内部类，它提供了一种数据结构来存储每个线程的 ThreadLocal 实例及其对应的值。ThreadLocalMap 不是 ThreadLocal 的成员，而是存在于每个线程的内部。ThreadLocalMap中 key是ThreadLocal实例
线程对象：每个 Thread 对象都有一个 ThreadLocalMap 成员变量（实际字段名为 threadLocals），用于存储该线程所有 ThreadLocal 实例的值。

当一个线程访问一个 ThreadLocal 变量时，ThreadLocal 的 get() 方法会查找当前线程的 ThreadLocalMap，然后在这个 ThreadLocalMap 中查找与当前 ThreadLocal 实例相对应的值。同理，ThreadLocal 的 set() 方法也会在当前线程的 ThreadLocalMap 中设置或更新一个值。

静态内部类的特点如下：

不依赖于外部类实例：与非静态内部类（也称为成员内部类）不同，静态内部类不需要外部类的实例即可创建。这意味着你可以直接通过外部类的名称来创建静态内部类的实例，而不需要先实例化外部类。
访问限制：静态内部类可以访问外部类的静态成员（包括静态变量和静态方法），但不能直接访问外部类的实例成员，除非你有一个外部类的实例。这是因为静态内部类没有隐含的对外部类实例的引用。
作用域和命名：静态内部类在语法上与顶级类相似，可以像顶级类那样自由地使用，而不会与外部类的实例产生任何联系。它有自己的作用域，可以有与外部类相同的成员名称而不会发生冲突。
实例化：静态内部类的实例化与顶级类类似，可以直接使用 new 关键字加上类名来创建。例如，如果你有一个名为 OuterClass 的类，其中包含一个静态内部类 InnerClass，你可以这样创建 InnerClass 的实例：

Java深色版本
```
1OuterClass.InnerClass innerInstance = new OuterClass.InnerClass();
```
静态变量和方法：静态内部类可以有静态成员，就像顶级类一样。这些静态成员同样可以在不实例化静态内部类的情况下访问。
继承与接口实现：静态内部类可以继承其他类或实现接口，与顶级类没有区别。

package org.example;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadLocalExample {

    // 创建一个 ThreadLocal 对象，它将存储 String 类型的数据
    private static final ThreadLocal<Integer> threadLocalData = new ThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);

        // 提交第一个任务到线程池
        executorService.submit(() -> {
            if (threadLocalData.get() == null) {
                threadLocalData.set(0);
            }
            threadLocalData.set(threadLocalData.get() + 1);
            System.out.println("Thread 1: " + Thread.currentThread().getName());
            System.out.println("Thread 1 data: " + threadLocalData.get());
        });

        // 提交第二个任务到线程池
        executorService.submit(() -> {
            if (threadLocalData.get() == null) {
                threadLocalData.set(0);
            }
            threadLocalData.set(threadLocalData.get() + 1);
            System.out.println("Thread 2: " + Thread.currentThread().getName());
            System.out.println("Thread 2 data: " + threadLocalData.get());
        });

        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();
    }
}

//输出为：
//Thread 1: pool-1-thread-1
//Thread 2: pool-1-thread-2
//Thread 1 data: 1
//Thread 2 data: 1