android Handler机制之ThreadLocal详解手机开发

概述

我们在谈Handler机制的时候,其实也就是谈Handler、Message、Looper、MessageQueue之间的关系,对于其工作原理我们不做详解(Handler机制详解)。

  • Message:Handler发送、接收和处理的消息对象
  • Looper:每个线程只能拥有一个Looper.它的looper()方法负责循环读取MessageQueue中的消息并将读取到的消息交给发送该消息的handler进行处理。
  • MessageQueue:消息队列,它采用先进先出的方式来管理Message。程序在创建Looper对象时,会在它的构造器中创建MessageQueue。

Handler类简析

Handler类的主要作用有两个:在新启动的线程中发送消息;在主线程中获取和处理消息。
而要完整的理解Handler机制,对于Looper的底层存储和轮询机制是必须了解的,看过了其实就很简单,今天就专门讲这个。

ThreadLocal详解

为了方便大家理解,我们直接看源码:

public class ThreadLocal<T> { 
 ..... 
}

这里可以看出threadlocal是一个范型类,这标志着threadlocal可以存储所有数据,作为存储数据来说,我们首先想到的是会对外提供set(),get(),remove(),等方法。
set()方法:

 /** 
     * Sets the value of this variable for the current thread. If set to 
     * [email protected] null}, the value will be set to null and the underlying entry will 
     * still be present. 
     * 
     * @param value the new value of the variable for the caller thread. 
     */ 
    public void set(T value) { 
        Thread currentThread = Thread.currentThread(); 
        Values values = values(currentThread); 
        if (values == null) { 
            values = initializeValues(currentThread); 
        } 
        values.put(this, value); 
    }

从源码可以看出,首先获取当前线程,然后调用values方法,我们来看下values方法:

/** 
     * Gets Values instance for this thread and variable type. 
     */ 
    Values values(Thread current) { 
        return current.localValues; 
    }

该方法是返回当前线程的一个存储实类,那ThreadLocal又是什么呢?上面说过 ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类,通过它可以在指定的线程中存储数据,数据存储以后,只有在指定线程中可以获取到存储的数据。
我们来看几个ThreadLocal方法,先回到set方法,得到values的实类以后会来一个判断,为null调用initializeValues(currentThread)

 Values initializeValues(Thread current) { 
        return current.localValues = new Values(); 
    }

接下来调用value的put方法,我们想到的应该是往里面插值,也就是我们说的put()。

 void put(ThreadLocal<?> key, Object value) { 
            cleanUp(); 
 
            // Keep track of first tombstone. That's where we want to go back 
            // and add an entry if necessary. 
            int firstTombstone = -1; 
 
            for (int index = key.hash & mask;; index = next(index)) { 
                Object k = table[index]; 
 
                if (k == key.reference) { 
                    // Replace existing entry. 
                    table[index + 1] = value; 
                    return; 
                } 
 
                if (k == null) { 
                    if (firstTombstone == -1) { 
                        // Fill in null slot. 
                        table[index] = key.reference; 
                        table[index + 1] = value; 
                        size++; 
                        return; 
                    } 
 
                    // Go back and replace first tombstone. 
                    table[firstTombstone] = key.reference; 
                    table[firstTombstone + 1] = value; 
                    tombstones--; 
                    size++; 
                    return; 
                } 
 
                // Remember first tombstone. 
                if (firstTombstone == -1 && k == TOMBSTONE) { 
                    firstTombstone = index; 
                } 
            } 
        }

从源码可以看出,把values的值传入到一个table数组的key.reference的下一个下标中,至此,我们了解了Threadlocal的存值过程,首先会获取当前线程,根据当前线程获取Values存储类,该存储类在该线程是单例的,在调用values存储类中的put方法,最终将存储的内容存储到Values内部类的table数组下标为key.reference中 。
接下来我们来看一下取值的方法:

  public T get() { 
        // Optimized for the fast path. 
        Thread currentThread = Thread.currentThread(); 
        Values values = values(currentThread); 
        if (values != null) { 
            Object[] table = values.table; 
            int index = hash & values.mask; 
            if (this.reference == table[index]) { 
                return (T) table[index + 1]; 
            } 
        } else { 
            values = initializeValues(currentThread); 
        } 
 
        return (T) values.getAfterMiss(this); 
    }

ThreadLocal的get方法的逻辑也比较清晰,它同样是取出当前线程的localValues对象,如果这个对象为null那么就返回初始值,初始值由ThreadLocal的initialValue方法来描述。

  protected T initialValue() { 
        return null; 
    }

如果localValues对象不为null,那就取出它的table数组并找出ThreadLocal的reference对象在table数组中的位置,然后table数组中的下一个位置所存储的数据就是ThreadLocal的值。
接着我们再来看一下remove的方法实现:

 void remove(ThreadLocal<?> key) { 
            cleanUp(); 
 
            for (int index = key.hash & mask;; index = next(index)) { 
                Object reference = table[index]; 
 
                if (reference == key.reference) { 
                    // Success! 
                    table[index] = TOMBSTONE; 
                    table[index + 1] = null; 
                    tombstones++; 
                    size--; 
                    return; 
                } 
 
                if (reference == null) { 
                    // No entry found. 
                    return; 
                } 
            } 
        }

到此我们就完全明白了ThreadLocal的存取原理了:通过ThreadLocal的set和get方法可以看出,它们所操作的对象都是当前线程的localValues对象的table数组,因此在不同线程中访问同一个ThreadLocal的set和get方法,它们对ThreadLocal所做的读写操作仅限于各自线程的内部,这就是为什么ThreadLocal可以在多个线程中互不干扰地存储和修改数据。

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