Java中Integer和ThreadLocal
一. Integer
1.引子
在开始之前，我还是需要吐槽下自己，我是真的很菜！
- 他问：**两个Integer对象==比较是否相等？
- 我答：对象==比较，是引用比较，不相等！
- 他问：IntegerCache这个用来干什么？
- 我答：......，我不是很清楚！！！
从这里可以看出，我是真的很水！！
基于这些原因还有其他的等等，我开始写博文，开始写踩过的坑！
2.IntegerCache
在介绍这个缓存之前，先来认知下Integer。java中，int是基本的数值类型，表示整型；Integer是其对象的表示，是int的包装类。包装类在Jdk1中就存在，但是为了更方便的使用Integer，在Java SE5中引入自动包装和自动拆箱的机制，这里不再赘述，可以移步至深入剖析Java中的装箱和拆箱。
Java SE5可以说是java版本迭代过程中里程碑版本。为了减少大量创建Integer的开销、提高性能，采用享元模式，引入Integer实例缓存，将-128至127范围数值的Integer实例缓存在内存中，这里的缓存就是使用Integer中的辅助性的私有IntegerCache静态类实现。
先看下如何获取缓存的-128至127范围的Integer实例，这里的范围可以通过JVM启动参数修改，后面会讲述
- 可以通过使用静态valueOf方法获取 // api调用
- 可以使用自动包装机制获取，如：
Integer a = 100;// autoboxing
这里基于Java SE8，再来看下IntegerCache的实现：
/**
* Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
* -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
*
* The cache is initialized on first usage. The size of the cache
* may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
* During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
* may be set and saved in the private system properties in the
* sun.misc.VM class.
*/
private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer cache[];
static {
// high value may be configured by property
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
}
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert IntegerCache.high >= 127;
}
private IntegerCache() {}
}
从java docs中可以看出，该类是为了支持对-128至127范围数值自动包装的实例进行缓存。
在第一次使用时缓存被初始化，缓存的大小可以通过JVM参数-XX:AutoBoxCacheMax=size控制，IntegerCache的high可以通过在JVM启动时设置系统属性变量java.lang.Integer.IntegerCache.high，以达到更强的灵活性。IntegerCache在执行类构造器初始化时，执行静态语句块，利用for循环从low开始不断自加加，然后放入cache数组中。
选择-128至127范围，是因为这个范围内的数值使用更普遍！
介绍到这里，相信已经不难看出我的回答是多么搞笑，我坐井观天的还以为自己是正确的！
说到这里，我又有些感慨了，昨晚看了集火影，刚好是自来也和佩恩的对话，佩恩对曾经的师傅自来也的一席话，虽然是偏执的，但是无可否认的确是对的。
佩恩把自己称为神，将自来也视作为凡人，说凡人的认知具有局限性，活在狭小的空间内自认为自己认识都是对的，殊不知从神的角度考虑，凡人的那些认知都是错误和愚蠢的。
这里旨在单纯思考佩恩这些话在我们现实生活中的含义：的确，在我们认知有限的时候，以为Integer两个对象==比较，应该是不等的，殊不知因为技术掌握有限。
跑题了，引入一段故事，主要是想铭刻下，吸取教训：不要把事物看做是理所当然，要多多思考其本质和原理；不要妄下结论，小心求证！
不仅是Integer，Short、Byte、Long、Char都具有相应的Cache。但是Byte、Short、Long的Cache有固定范围：-128至127；Char的Cache：0至127。
二. ThreadLocal
我这里不再赘述ThreadLocal是什么、解决什么问题、实现原理、应用场景等，网上博文非常丰富，可移步至深入剖析ThreadLocal。
这里主要是分析下ThreadLocal在父子线程中共享的问题。
ThreadLocal不提供对子线程共享父线程的ThreadLocal中存储的value的支持，ThreadLocal的get方法返回与当前线程有关的ThreadLocalMap中的key/value，如下图:
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
每个线程在创建的时候，都会初始化ThreadLocalMap的空引用。 子线程在创建时ThreadLocaMap是null，所以不共享父线程的ThreadLocalMap中key/value。
但是有很多时候，实际需求需要共享父线程的一些状态值。 这种情况，java也对此提供了支持，只能说设计者们的脑洞大开。
java中引入另一个InheritableThreadLocal类对此提供支持，类名给出了用途的最好表示：可继承的ThreadLocal！
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
同理，每个线程在创建的时候都会初始化InheritableThreadLocal
的引用，然后在线程执行初始化的生命周期阶段时，对该变量进行初始化操作，如下图:
if (parent.inheritableThreadLocals != null)
this.inheritableThreadLocals =
ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
线程的初始化周期中，首先判断父线程的ThreadLocal是否为空，如果不为空则根据父线程的inheritableThreadLocals创建子线程的inheritableThreadLocals。
InheritableThreadLocal的实现也非常简单：
- childValue： 计算子线程的初始化值，从这个方法中可以知道，子线程使用的是父线程中的value，并不是拷贝，如果需要使用副本拷贝，可以继承重写
- getMap： 返回当前线程持有的inheritableThreadLocals
- createMap: 如果当前线程的inheritableThreadLocals是空，则创建一个
以上三个api都是重写ThreadLocal的。
