Java ThreadLocal原理和使用

Thread Local原理

ThreadLocal变量又可以称为线程变量，每一个线程都有一个ThreadLocalMap属性（它是一个hashmap，一般只有往里面插值的时候才会初始化）；在一个线程中创建一个ThreadLocal变量，它会作为ThreadLocalMap的键，可以将一个Object 对象存进ThreadLocalMap的Entry结点作为值！
如果一段代码含有一个ThreadLocal变量的引用，即使两个线程同时执行这段代码，它们也无法访问到对方的ThreadLocal变量！！！（因为是不同线程中的ThreadLocalMap的值）

public static class MyRunnable implements Runnable {
	private ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();
	@Override
	public void run() {
		threadLocal.set((int) (Math.random() * 100D));
		try {
			Thread.sleep(2000);
	        } catch (InterruptedException e) {
	        
	        }
	        System.out.println(threadLocal.get());//两个线程执行结果不一样
	 }
}

注意点： 由于ThreadLocalMap的key（即ThreadLocal）是弱引用，而Value是强引用。
这就导致了一个问题，ThreadLocal在没有外部对象强引用时，发生GC时弱引用Key会被回收。这个时候就会出现Entry中Key已经被回收，出现一个null
Key的情况，外部读取ThreadLocalMap中的元素是无法通过null Key来找到Value的。

因此如果当前线程的生命周期很长，一直存在，那么其内部的ThreadLocalMap对象也一直生存下来，这些null
key就存在一条强引用链的关系一直存在：Thread -->
ThreadLocalMap–>Entry–>Value，这条强引用链会导致Entry不会回收，
Value也不会回收，但Entry中的Key却已经被回收的情况，造成内存泄漏。

Thread Local使用

1. 如何创建ThreadLocal变量

以下代码展示了如何创建一个ThreadLocal变量：

private ThreadLocal myThreadLocal = new ThreadLocal();

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。

2. 如何访问ThreadLocal变量

一旦创建了一个ThreadLocal变量，你可以通过如下代码设置某个需要保存的值：

myThreadLocal.set("A thread local value”);

可以通过下面方法读取保存在ThreadLocal变量中的值：

String threadLocalValue = (String) myThreadLocal.get();

get()方法返回一个Object对象，set()对象需要传入一个Object类型的参数。
为ThreadLocal指定泛型类型

我们可以创建一个指定泛型类型的ThreadLocal对象，这样我们就不需要每次对使用get()方法返回的值作强制类型转换了。

下面展示了指定泛型类型的ThreadLocal例子：

private ThreadLocal<String> myThreadLocal = new ThreadLocal<>();

现在我们只能往ThreadLocal对象中存入String类型的值了。
并且我们从ThreadLocal中获取值的时候也不需要强制类型转换了。

3. 如何初始化ThreadLocal变量的值

由于在ThreadLocal对象中设置的值只能被设置这个值的线程访问到，线程无法在ThreadLocal对象上使用set()方法保存一个初始值，并且这个初始值能被所有线程访问到。

但是我们可以通过创建一个ThreadLocal的子类并且重写initialValue()方法，来为一个ThreadLocal对象指定一个初始值。就像下面代码展示的那样：

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

一个完整的ThreadLocal例子
下面是一个完整的可执行的ThreadLocal例子：

public class ThreadLocalExample {
	    public static class MyRunnable implements Runnable {
	        private ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();
	        @Override
	        public void run() {
	            threadLocal.set((int) (Math.random() * 100D));
	            try {
	            Thread.sleep(2000);
	            } catch (InterruptedException e) {
	            }
	            System.out.println(threadLocal.get());
	        }
	    }
	    public static void main(String[] args) {
	         MyRunnable sharedRunnableInstance = new MyRunnable();
	         Thread thread1 = new Thread(sharedRunnableInstance);
	         Thread thread2 = new Thread(sharedRunnableInstance);
	         thread1.start();
	         thread2.start();
	    }
	}

上面的例子创建了一个MyRunnable实例，并将该实例作为参数传递给两个线程。两个线程分别执行run()方法，并且都在ThreadLocal实例上保存了不同的值。如果它们访问的不是ThreadLocal对象并且调用的set()方法被同步了，则第二个线程会覆盖掉第一个线程设置的值。但是，由于它们访问的是一个ThreadLocal对象，因此这两个线程都无法看到对方保存的值。也就是说，它们存取的是两个不同的值。

4. 关于InheritableThreadLocal
InheritableThreadLocal类是ThreadLocal类的子类。ThreadLocal中每个线程拥有它自己的值，与ThreadLocal不同的是，InheritableThreadLocal允许一个线程以及该线程创建的所有子线程都可以访问它保存的值。