ThreadLocal了解

概述

• ThreadLocal提供线程的局部变量，这种变量与普通变量的区别在于，每个访问这种变量的线程都有自己的、独立的变量副本。用于解决多线程间的数据隔离问题。

源码

//返回Thread实例的成员变量threadLocals
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

ThreadLocals 依赖于附加到每个线程的每线程线性探测哈希映射（Thread.threadLocals 和 inheritableThreadLocals）。ThreadLocal 对象充当键，通过 threadLocalHashCode 进行搜索。这是一个自定义哈希代码（仅在 ThreadLocalMap 中有用），它消除了相同线程使用连续构造的 ThreadLocals 的常见情况下的冲突，同时在不太常见的情况下保持良好的行为。

get方法

返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。如果变量没有当前线程的值，则首先将其初始化为调用该方法返回 initialValue 的值。

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();
}

set方法

将此线程局部变量的当前线程副本设置为指定值。大多数子类不需要重写此方法，仅依靠该方法 initialValue 来设置线程局部变量的值。

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

remove方法

删除此线程局部变量的当前线程值。如果此线程局部变量随后由当前线程 读取 ，则其值将通过调用其方法重新初始化，除非其 initialValue 值在此期间由当前线程 设置 。这可能会导致在当前线程中多次调用 initialValue 该方法。

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

原理

多线程隔离

• ThreadLocal提供线程局部变量。这些变量与普通对应变量的不同之处在于，访问一个变量的每个线程（通过其 get 或 set 方法）都有自己独立初始化的变量副本。ThreadLocal 实例通常是希望将状态与线程（例如，用户 ID 或事务 ID）相关联的类中的私有静态字段。
• 只要线程处于活动状态并且 ThreadLocal 实例可访问，每个线程都包含对其线程局部变量副本的隐式引用;线程消失后，其线程本地实例的所有副本都将受到垃圾回收（除非存在对这些副本的其他引用）。

ThreadLocalMap

• ThreadLocalMap 是一个自定义的哈希映射，仅适用于维护线程本地值。不会在 ThreadLocal 类外部导出任何操作。该类是包私有的，允许在类 Thread 中声明字段。为了帮助处理非常大且长期存在的用法，哈希表条目对键使用 WeakReferences。但是，由于不使用引用队列，因此仅当表开始空间不足时，才能保证删除过时的条目。

内存泄露

• ThreadLocalMap中的key是弱引用，而value是强引用。所以，如果ThreadLocal没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收时，key会被清空掉，而value不会。ThreadLocal中就会出现key为null的Entry。假如我们不采取措施，value永远不会被GC回收，这个时候就可能会产生内存泄漏问题。
• 解决办法：使用完ThreadLocal后，执行remove操作，避免出现内存溢出情况。

为什么key使用弱引用？

• 如果使用强引用，当ThreadLocal 对象的引用（强引用）被回收了，ThreadLocalMap本身依然还持有ThreadLocal的强引用，如果没有手动删除这个key ,则ThreadLocal不会被回收，所以只要当前线程不消亡，ThreadLocalMap引用的那些对象就不会被回收， 可以认为这导致Entry内存泄漏。

强引用：普通的引用，强引用指向的对象不会被回收；
软引用：仅有软引用指向的对象，只有发生gc且内存不足，才会被回收；
弱引用：仅有弱引用指向的对象，只要发生gc就会被回收。

应用场景

• 数据库事务：通过AOP的方式，对执行数据库事务的函数进行拦截。函数开始前，获取connection开启事务并存储在ThreadLocal中，任何用到connection的地方，从ThreadLocal中获取。函数执行完毕，提交事务释放connection。
• 用户登录信息：用户登录信息好多个方法上都要用到，给每个方法都添加一个User非常麻烦，而且有些时候，如果调用链有无法修改源码的第三方库，User对象就传不进去了。而ThreadLocal可以在一个线程中传递同一个对象。
• RequestContextHolder：Spring 提供的一个用来暴露 Request 对象的工具，利用 RequestContextHolder，可以在一个请求线程中获取到 Request，避免了 Request 从头传到尾的情况。一般项目中，会对这个类再次进行封装，便于获取请求的相关的信息，常见的比如用户信息。

总结起来使用的场景就是一下这些地方：

在进行对象跨层传递的时候，使用ThreadLocal可以避免多次传递，打破层次间的约束。
线程间数据隔离
进行事务操作，用于存储线程事务信息。
数据库连接，Session会话管理。

你知道的越多，你不知道的越多。