Android 中 ThreadLocal 的原理与实现详解

在Android开发中，ThreadLocal 是一种用于在多线程环境下创建线程私有变量的类。其主要原理是为每个线程提供一个独立的变量副本，使不同线程间数据互不干扰。ThreadLocal 的实现涉及到 ThreadLocalMap 结构，该结构在每个线程中创建私有变量副本，实现了线程间的数据隔离。

ThreadLocal 实现原理

1. ThreadLocal 基本工作流程
2. 当一个线程第一次调用 ThreadLocal.get() 或 ThreadLocal.set(T value) 时，会在当前线程的内部 ThreadLocalMap 中创建一个键值对，其中键为当前 ThreadLocal 实例，值为 value。

3. 每个线程拥有自己独立的 ThreadLocalMap，因此不同线程间不会相互影响。

4. ThreadLocalMap 结构

5. ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 内部的静态类，通过链地址法解决 Hash 冲突，避免了直接用 HashMap 造成的线程安全问题。
6. 其中每个 ThreadLocalMap 实例中存储的是该线程对 ThreadLocal 变量的所有引用。

ThreadLocal 使用实例

ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal<>();
threadLocal.set("线程私有变量");

new Thread(() -> {
   System.out.println(threadLocal.get());  // 输出null
}).start();

System.out.println(threadLocal.get());     // 输出"线程私有变量"

此代码中，threadLocal 变量在不同线程中的值不会互相影响，充分利用了 ThreadLocal 的隔离机制。

注意事项

• 内存泄漏：由于 ThreadLocal 使用弱引用，ThreadLocalMap 的键在垃圾回收时可能被回收，但值不会被自动清理。为了避免内存泄漏，在不需要时应主动调用 remove() 方法清理。

• 适用场景：适用于线程安全性要求较高、不同线程需要独立变量的场景，例如数据库连接、用户会话信息等。