ThreadLocal 简介

ThreadLocal 叫做线程变量，意思是ThreadLocal中填充的变量属于当前线程，该线程对其他线程是隔离的，也就是说 ThreadLocal 中保存的是线程独有的变量。ThreadLocal 为每个线程都创建了一个副本，每个线程只可以方法自己内部的副本变量。

ThreadLocal 对象提供了线程变量，它使得每个线程之间互不干扰，一般可以通过写的 initiaValue 方法机械赋值。当线程第一次访问它的时候，就会触发 initiaValue 方法。每个线程都有自己的实例副本，其它的线程是不能访问的，那就不存在多线程间共享的问题。

ThreadLocal 提供了线程本地的实例。它与普通变量的区别在于，每个使用该变量的线程都会初始化一个完全独立的实例副本。ThreadLocal 变量通常被private static修饰。当一个线程结束时，它所使用的所有 ThreadLocal 相对的实例副本都可被回收。

总的来说，ThreadLocal 适用于每个线程需要自己独立的实例且该实例需要在多个方法中被使用，也即变量在线程间隔离而在方法或类间共享的场景

ThreadLocal与Synchronized的区别

ThreadLcoa<T> 是与线程绑定的一个变量。ThreadLocal 和 Synchronized 都是用于解决多线程并发访问。但是 ThreadLocal 与 Synchronized 是有本质区别的：

1、Synchronized 利用线程间的数据共享，而ThreadLocal 则利用线程间的数据隔离。

2、Synchronized 是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时刻只能被一个线程访问。而 ThreadLocal 为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时刻访问到的并不是同一个对象，这样就就隔离了多个线程对数据的数据共享，而 Synchronized 用在与多个线程间通信时能够获取数据共享

理解：threadlocl是作为当前线程中属性ThreadLocalMap集合中的某一个Entry的key值Entry（threadlocl,value），虽然不同的线程之间threadlocal这个key值是一样，但是不同的线程所拥有的ThreadLocalMap是独一无二的，也就是不同的线程间同一个ThreadLocal（key）对应存储的值(value)不一样，从而到达了线程间变量隔离的目的，但是在同一个线程中这个value变量地址是一样的。

源码解析

ThreadLocal 类定义

public class ThreadLocal<T> {
    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //......
        return setInitialValue();
    }
    
    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 void remove() {
         ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         if (m != null) {
             m.remove(this);
         }
     }

    protected T initialValue() {
        return null;
    }
    
    public static <S> ThreadLocal<S> withInitial(Supplier<? extends S> supplier) {
        return new SuppliedThreadLocal<>(supplier);
    }
    
    // ...
}

上面这几个方法时 ThreadLocal 中常用的方法

T get()：用于获取 ThreadLocal 在当前线程中保存的变量副本
void set(T value)：用于向 ThreadLocal 中设置当前线程中的变量副本
void remove()：用于删除当前线程保存在 ThreadLocal 中的变量副本
initialValue()：为 ThreadLocal 设置默认的 get() 方法获取的初始值，默认是 null，要想修改需要用子类重新 initialValue 方法，或者使用 ThreadLocal 提供的 withInitial 方法

set() 方法

public void set(T value) {
        //1、获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //2、获取线程中的属性 threadLocalMap ,如果threadLocalMap 不为空，
        //则直接更新要保存的变量值，否则创建threadLocalMap，并赋值
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            // 初始化thradLocalMap 并赋值
            createMap(t, value);
    }

从上面的代码可以看出，ThreadLocal set赋值的时候首先会获取当前线程thread,并获取thread线程中的 ThreadLocalMap 属性。如果map属性不为空，则直接更新value值，如果map为空，则实例化threadLocalMap,并将value值初始化。

ThreadLocalMap

 static class ThreadLocalMap {
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            Object value;
            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
    }

ThreadLocalMap ThreadLocal 的内部静态类，它的构成主要是使用 Entry 来保存数据，而且 Entry 还是继承了 WeakReference(弱引用)。在 Entry 内部使用 ThreadLocal 作为 Key，使用我们设置的 value 作为 value。

//这个是threadlocal 的内部方法
void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
 
 
    //ThreadLocalMap 构造方法
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

ThreadLocal的get方法

    public T get() {
        //1、获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //2、获取当前线程的ThreadLocalMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //3、如果map数据不为空，
        if (map != null) {
            //3.1、获取threalLocalMap中存储的值
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        //如果是数据为null，则初始化，初始化的结果，TheralLocalMap中存放key值为threadLocal，值为null
        return setInitialValue();
    }
    
private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }

ThreadLocal的remove方法

 public void remove() {
         ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         if (m != null)
             m.remove(this);
     }

remove方法，直接将ThrealLocal 对应的值从当前相差Thread中的ThreadLocalMap中删除。为什么要删除，这涉及到内存泄露的问题。

实际上 ThreadLocalMap 中使用的 key 为 ThreadLocal 的弱引用，弱引用的特点是，如果这个对象只存在弱引用，那么在下一次垃圾回收的时候必然会被清理掉。

所以如果 ThreadLocal 没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候会被清理掉的，这样一来 ThreadLocalMap中使用这个 ThreadLocal 的 key 也会被清理掉。但是，value 是强引用，不会被清理，这样一来就会出现 key 为 null 的 value。

ThreadLocal其实是与线程绑定的一个变量，如此就会出现一个问题：如果没有将ThreadLocal内的变量删除（remove）或替换，它的生命周期将会与线程共存。通常线程池中对线程管理都是采用线程复用的方法，在线程池中线程很难结束甚至于永远不会结束，这将意味着线程持续的时间将不可预测，甚至与JVM的生命周期一致。举个例字，如果ThreadLocal中直接或间接包装了集合类或复杂对象，每次在同一个ThreadLocal中取出对象后，再对内容做操作，那么内部的集合类和复杂对象所占用的空间可能会开始持续膨胀。

java 并发编程 — JDK篇，ThreadLcoal