早在JDK 1.2的版本中就提供Java.lang.ThreadLocal，ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。 

功能：当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单：在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量副本，Map中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。

我们可以跟踪JDK的源码(jdk1.8)去看看：

 

ThreadLocal的结构图

可以看到 public 的方法只有三个：get(), set() 和 remove();

 

1. 方法 void set(Object value)，用来设置线程局部变量的值

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

　　

  • 首先，获取当前线程实例 t，将 t 作为 key 获取对应的 map；

  • 如果存在对应的 map，则将 value 添加进map；

  • 如果map为 null，则调用createMap方法，新建一个ThreadLocalMap。

createMap的源码为：

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void  createMap(Thread t, T firstValue) {
         t.threadLocals =  new  ThreadLocalMap( this , firstValue);
     }

可以知道是new了一个ThreadLocalMap(); 

ThreadLocal将变量的各个副本值保存在各个线程对象实例里面。而线程对象实例是通过ThreadLocalMap数据结构来存储副本值。

有兴趣的话，大家可以直接去看下ThreadLocalMap的结构。在这里就不作详细介绍了。

在此贴下ThreadLocalMap的构造函数：

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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);
}

　　

 2. 方法 public Object get()，获取线程局部变量的值

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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();
     }

get方法也是通过当前线程的实例 t 获取 map，

  • 如果对应的 map 不为 null，则返回结果

  • 如果 map 为 null，则调用setInitialValue()方法。

setInitialValue的代码为：

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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;
     }

 

3. 方法public void remove()，删除线程局部变量

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

　　将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。