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原理
Threadlocal：存储的对象，同一线程之间一致，不同线程之间保持隔离。相当于维护了一个map，key就是当前的线程，value就是需要存储的对象。
map，实际上是ThreadLocal的静态内部类ThreadLocalMap为每个Thread都维护了一个数组table，ThreadLocal确定了一个数组下标，而这个下标就是value存储的对应位置。
关键设计：
1、每个线程，是一个Thread实例，其内部拥有一个名为threadLocals的实例成员，其类型是ThreadLocal.ThreadLocalMap。即每个线程持有一个ThreadLocalMap对象。每一个新的线程Thread都会实例化一个ThreadLocalMap并赋值给成员变量threadLocals，使用时若已经存在threadLocals则直接使用已经存在的对象。
2、通过实例化ThreadLocal实例，我们可以对当前运行的线程设置一些线程私有的变量，通过调用ThreadLocal的set和get方法存取
3、ThreadLocal本身并不是一个容器，我们存取的value实际上存储在ThreadLocalMap中，ThreadLocal只是作为TheadLocalMap的key
4、每个线程实例都对应一个TheadLocalMap实例，我们可以在同一个线程里实例化很多个ThreadLocal来存储很多种类型的值，这些ThreadLocal实例分别作为key，对应各自的value
5、当调用ThreadLocal的set/get进行赋值/取值操作时，首先获取当前线程的ThreadLocalMap实例，然后就像操作一个普通的map一样，进行put和get
6、对于某一ThreadLocal来讲，他的索引值i是确定的，在不同线程之间访问时访问的是不同的table数组的同一位置即都为table[i]，只不过这个不同线程之间的table是独立的。
7、对于同一线程的不同ThreadLocal来讲，这些ThreadLocal实例共享一个table数组，然后每个ThreadLocal实例在table中的索引i是不同的。
8、即一个线程可以有多个ThreadLocal实例，但只有一个ThreadLocalMap实例：threadLocals（定义在Thread类中）
ThreadLocal和Synchronized都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题，不同的点是
Synchronized是通过线程等待，牺牲时间来解决访问冲突
ThreadLocal是通过每个线程单独一份存储空间，牺牲空间来解决冲突，并且相比于Synchronized，ThreadLocal具有线程隔离的效果，只有在线程内才能获取到对应的值，线程外则不能访问到想要的值。
正因为ThreadLocal的线程隔离特性，使他的应用场景相对来说更为特殊一些。当某些数据是以线程为作用域并且不同线程具有不同的数据副本的时候，就可以考虑采用ThreadLocal。
内存模型
1、线程运行时，我们定义的TheadLocal对象被初始化，存储在Heap，同时线程运行的栈区保存了指向该实例的引用，也就是图中的ThreadLocalRef
2、当ThreadLocal的set/get被调用时，虚拟机会根据当前线程的引用也就是CurrentThreadRef找到其对应在堆区的实例，然后查看其对用的TheadLocalMap实例是否被创建，如果没有，则创建并初始化。
3、Map实例化之后，也就拿到了该ThreadLocalMap的句柄，然后如果将当前ThreadLocal对象作为key，进行存取操作
4、图中的虚线，表示key对ThreadLocal实例的引用是个弱引用
可能的内存泄露分析
https://my.oschina.net/xpbug/blog/113444
每个thread中都存在一个map, map的类型是ThreadLocal.ThreadLocalMap. Map中的key为一个threadlocal实例. 这个Map的确使用了弱引用,不过弱引用只是针对key. 每个key都弱引用指向threadlocal. 像上面code中的例子,当把threadlocal实例tl置为null以后,没有任何强引用指向threadlocal实例,所以threadlocal将会被gc回收. 但是,我们的value却不能回收,因为存在一条从current thread连接过来的强引用. 只有当前thread结束以后, current thread就不会存在栈中,强引用断开, Current Thread, Map, value将全部被GC回收.
如果threadLocal外部强引用被置为null(threadLocalInstance=null)的话，threadLocal实例就没有一条引用链路可达，很显然在gc(垃圾回收)的时候势必会被回收，因此entry就存在key为null的情况，无法通过一个Key为null去访问到该entry的value。同时，就存在了这样一条引用链：threadRef->currentThread->threadLocalMap->entry->valueRef->valueMemory,导致在垃圾回收的时候进行可达性分析的时候,value可达从而不会被回收掉，但是该value永远不能被访问到，这样就存在了内存泄漏。
综上，发生内存泄露的条件是
1) ThreadLocal实例没有被外部强引用，比如我们假设在提交到线程池的task中实例化的ThreadLocal对象，当task结束时，ThreadLocal的强引用也就结束了
ThreadLocal实例被回收，但是在ThreadLocalMap中的V没有被任何清理机制有效清理
当前Thread实例一直存在，则会一直强引用着ThreadLocalMap，也就是说ThreadLocalMap也不会被GC
也就是说，如果Thread实例还在，但是ThreadLocal实例却不在了，则ThreadLocal实例作为key所关联的value无法被外部访问，却还被强引用着，因此出现了内存泄露。
内存泄漏应该只会存在于线程池数量较大且存储在ThreadLocal中的数据量较大时，但是手动调用 remove() 可以加快内存的释放，所以还是推荐手动调用的。
使用remove案例： https://www.jianshu.com/p/9a49ed06e936
应用
在SpringMVC/servlet项目时，会将每个request/response请求放入ThreadLocal中，以做到请求隔离。
源码中用到的地方：
1、pe项目的coreController，将context放入ThreadLocal ，详见： https://www.jianshu.com/p/2dc9529c632c
2、Spring创建iBatis的SqlMapClient实例的SqlMapClientFactoryBean，将当前线程绑定Ibatis blob/clob等大字段数据处理器资源，详见：https://www.iteye.com/blog/jayeye-1993402
3、ThreadLocal 存放List
错误应用----用户信息错乱的 Bug
使用 ThreadLocal 存放一个 Integer 的值，来暂且代表需要在线程中保存的用户信息，这个值初始是 null。在业务逻辑中，我先从 ThreadLocal 获取一次值，然后把外部传入的参数设置到 ThreadLocal 中，来模拟从当前上下文获取到用户信息的逻辑，随后再获取一次值，最后输出两次获得的值和线程名称。
private static final ThreadLocal
currentUser = ThreadLocal.withInitial(() -> null); @GetMapping("wrong")
public Map wrong(@RequestParam("userId") Integer userId) {
String before = Thread.currentThread().getName() + ":" + currentUser.get(); //设置用户信息之前先查询一次ThreadLocal中的用户信息
currentUser.set(userId); //设置用户信息到ThreadLocal
String after = Thread.currentThread().getName() + ":" + currentUser.get(); //设置用户信息之后再查询一次ThreadLocal中的用户信息
Map result = new HashMap(); //汇总输出两次查询结果
result.put("before", before); result.put("after", after); return result;
}
按理说，在设置用户信息之前第一次获取的值始终应该是 null，但我们要意识到，程序运行在 Tomcat 中，执行程序的线程是 Tomcat 的工作线程，而 Tomcat 的工作线程是基于线程池的。
顾名思义，线程池会重用固定的几个线程，一旦线程重用，那么很可能首次从 ThreadLocal 获取的值是之前其他用户的请求遗留的值。这时，ThreadLocal 中的用户信息就是其他用户的信息。
为了更快地重现这个问题，我在配置文件中设置一下 Tomcat 的参数，把工作线程池最大线程数设置为 1，这样始终是同一个线程在处理请求：server.tomcat.max-threads=1
运行程序后先让用户 1 来请求接口，可以看到第一和第二次获取到用户 ID 分别是 null 和 1，符合预期：
随后用户 2 来请求接口，这次就出现了 Bug，第一和第二次获取到用户 ID 分别是 1 和 2，显然第一次获取到了用户 1 的信息，原因就是 Tomcat 的线程池重用了线程。从图中可以看到，两次请求的线程都是同一个线程：http-nio-8080-exec-1。
这个例子告诉我们，在写业务代码时，首先要理解代码会跑在什么线程上：
我们可能会抱怨学多线程没用，因为代码里没有开启使用多线程。但其实，可能只是我们没有意识到，在 Tomcat 这种 Web 服务器下跑的业务代码，本来就运行在一个多线程环境（否则接口也不可能支持这么高的并发），并不能认为没有显式开启多线程就不会有线程安全问题。
因为线程的创建比较昂贵，所以 Web 服务器往往会使用线程池来处理请求，这就意味着线程会被重用。这时，使用类似 ThreadLocal 工具来存放一些数据时，需要特别注意在代码运行完后，显式地去清空设置的数据。如果在代码中使用了自定义的线程池，也同样会遇到这个问题。
理解了这个知识点后，我们修正这段代码的方案是，在代码的 finally 代码块中，显式清除 ThreadLocal 中的数据。这样一来，新的请求过来即使使用了之前的线程也不会获取到错误的用户信息了。修正后的代码如下：
@GetMapping("right")
public Map right(@RequestParam("userId") Integer userId) {
String before = Thread.currentThread().getName() + ":" + currentUser.get();
currentUser.set(userId);
try {
String after = Thread.currentThread().getName() + ":" + currentUser.get();
Map result = new HashMap();
result.put("before", before); result.put("after", after); return result;
} finally {
//在finally代码块中删除ThreadLocal中的数据，确保数据不串
currentUser.remove();
}
}
重新运行程序可以验证，再也不会出现第一次查询用户信息查询到之前用户请求的 Bug：