ThreadLocal：你不知道的优化技巧，Android开发者都在用

引言

在Android开发中，多线程是一个常见的话题。为了有效地处理多线程的并发问题，Android提供了一些工具和机制。其中，ThreadLocal是一个强大的工具，它可以使得每个线程都拥有自己独立的变量副本，从而避免了线程安全问题。

本文将深入探讨Android中的ThreadLocal原理及其使用技巧，帮助你更好的理解和使用ThreadLocal。

ThreadLocal的原理

public class Thread implements Runnable {

    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
}

ThreadLocal的原理是基于每个线程都有一个独立的ThreadLocalMap对象。ThreadLocalMap对象是一个Map，它的键是ThreadLocal对象，值是ThreadLocal对象保存的值。

public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        map.set(this, value);
    } else {
        createMap(t, value);
    }
}

public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();
}

当我们调用ThreadLocal的set()方法时，会将值存储到当前线程的ThreadLocalMap对象中。当我们调用ThreadLocal的get()方法时，会从当前线程的ThreadLocalMap对象中获取值。

ThreadLocal的使用

使用ThreadLocal非常简单，首先需要创建一个ThreadLocal对象，然后通过set和get方法来设置和获取线程的局部变量。以下是一个简单的例子：

val threadLocal = ThreadLocal<String>()

fun setThreadName(name: String) {
    threadLocal.set(name)
}

fun getThreadName(): String {
    return threadLocal.get() ?: "DefaultThreadName"
}

在Android开发中，ThreadLocal的使用场景非常多，比如：

在Activity中存储Fragment的状态
在Handler中存储消息的上下文
在RecyclerView中存储滚动位置

实际应用场景

// 在 Activity 中存储 Fragment 的状态
class MyActivity : AppCompatActivity() {

    private val mFragmentState = ThreadLocal<FragmentState>()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_my)

        // 获取 Fragment 的状态
        val fragmentState = mFragmentState.get()
        if (fragmentState == null) {
            // 初始化 Fragment 的状态
            fragmentState = FragmentState()
        }

        // 设置 Fragment 的状态
        mFragmentState.set(fragmentState)

        // 创建 Fragment
        val fragment = MyFragment()
        fragment.arguments = fragmentState.toBundle()
        supportFragmentManager.beginTransaction().add(R.id.container, fragment).commit()
    }

}

class FragmentState {

    var name: String? = null
    var age: Int? = null

    fun toBundle(): Bundle {
        val bundle = Bundle()
        bundle.putString("name", name)
        bundle.putInt("age", age)
        return bundle
    }

}

这段代码在Activity中使用ThreadLocal来存储Fragment的状态。当Activity第一次启动时，会初始化Fragment的状态。当Activity重新启动时，会从ThreadLocal中获取Fragment的状态，并将其传递给Fragment。

注意事项

内存泄漏风险：

ThreadLocal变量的生命周期与线程的生命周期是一致的。这意味着，如果一个线程一直不结束，那么它所持有的ThreadLocal变量也不会被释放。这可能会导致内存泄漏。

为了避免内存泄漏，我们应该在不再需要ThreadLocal变量时，显式地将其移除。

1	threadLocal.remove()

不适合全局变量： ThreadLocal适用于需要在线程间传递的局部变量，但不适合作为全局变量的替代品。

优化技巧

合理使用默认值： 在获取ThreadLocal值时，可以通过提供默认值来避免返回null，确保代码的健壮性。

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fun getThreadName(): String {
    return threadLocal.get() ?: "DefaultThreadName"
}

懒加载初始化： 避免在声明ThreadLocal时就初始化，可以使用initialValue方法进行懒加载，提高性能。

val threadLocal = object : ThreadLocal<String>() {
    override fun initialValue(): String {
        return "DefaultValue"
    }
}

尽量避免在ThreadLocal中保存大对象

结论

在本文中，我们介绍了ThreadLocal的原理和使用技巧，希望这些知识能够帮助你更好地理解和使用它。