ThreadLocal详解

ThreadLocal是一个关于创建线程局部变量的类。

通常情况下，我们创建的变量是可以被任何一个线程访问并修改的。而使用ThreadLocal创建的变量只能被当前线程访问，其他线程则无法访问和修改。

ThreadLocal是如何为每个线程创建变量的副本的：
　　首先，在每个线程Thread内部有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的成员变量threadLocals，这个threadLocals就是用来存储实际的变量副本的，键值为当前ThreadLocal变量，value为变量副本（即T类型的变量）。
　　初始时，在Thread里面，threadLocals为空，当通过ThreadLocal变量调用get()方法或者set()方法，就会对Thread类中的threadLocals进行初始化，并且以当前ThreadLocal变量为键值，以ThreadLocal要保存的副本变量为value，存到threadLocals。

以下代码展示了如何创建一个ThreadLocal变量：

    private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal<>();
    @Test
    public void testx() {
        Thread t = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                myThreadLocal.set("icecrea");
                System.out.println(myThreadLocal.get());
            }
        };
        t.start();
        Thread t2 = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("t2------"+myThreadLocal.get());
            }
        };
        t2.start();
    }

我们可以看到，通过这段代码实例化了一个ThreadLocal对象。我们只需要实例化对象一次，并且也不需要知道它是被哪个线程实例化。虽然所有的线程都能访问到这个ThreadLocal实例，但是每个线程却只能访问到自己通过调用ThreadLocal的set()方法设置的值。即使是两个不同的线程在同一个ThreadLocal对象上设置了不同的值，他们仍然无法访问到对方的值。
当然，我们也可以复习方法设置初始值，这样上面的t2线程就会打印出初始值。

    private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal(){
        @Override
        public String initialValue(){
            return "This is the initial value";
        }
    };

源码解读：
ThreadLocal的set方法，分为下面三步：

• 首先获取当前线程
• 利用当前线程作为句柄获取一个ThreadLocalMap的对象
• 如果上述ThreadLocalMap对象不为空，则设置值，否则创建这个ThreadLocalMap对象并设置值

注意： 这里set方法里，第二行获取的是当前线程里的threadlocals这个变量副本，第四行传入了this，即threadlocal对象作为key，之后注入到线程的变量副本里。通过ThreadLocal.set()将这个新创建的对象的引用保存到各线程的自己的一个map中，每个线程都有这样一个map，执行ThreadLocal.get()时，各线程从自己的map中取出放进去的对象，因此取出来的是各自自己线程中的对象，ThreadLocal实例是作为map的key来使用的。

为什么threadLocals的类型ThreadLocalMap的键值为ThreadLocal对象？因为每个线程中可有多个threadLocal变量。

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

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

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

        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);
        }
  ...
}

同理，ThreadLocal的get方法，
获取当前线程，获取线程持有的ThreadLocalMap，获取值

    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();
    }

在Thread类中，持有ThreadLocal.ThreadLocalMap的引用变量。实际上ThreadLocal的值是放入了当前线程的一个ThreadLocalMap实例中，所以只能在本线程中访问，其他线程无法访问。

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

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InheritableThreadLocal

是不是说ThreadLocal的值只能被一个线程访问呢？
使用InheritableThreadLocal可以实现多个线程访问ThreadLocal的值。
原因是Thread类的Init方法(此处只列相关代码)，

    private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize, AccessControlContext acc,
                      boolean inheritThreadLocals) {
       ...
        if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)
            this.inheritableThreadLocals =
                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
      ...
    }

可以看出，使用InheritableThreadLocal可以将某个线程的ThreadLocal值在其子线程创建时传递过去。

    static ThreadLocalMap createInheritedMap(ThreadLocalMap parentMap) {
        return new ThreadLocalMap(parentMap);
    }

     private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) {
            Entry[] parentTable = parentMap.table;
            int len = parentTable.length;
            setThreshold(len);
            table = new Entry[len];

            for (int j = 0; j < len; j++) {
                Entry e = parentTable[j];
                if (e != null) {
                    @SuppressWarnings("unchecked")
                    ThreadLocal