ThreadLocal意为线程本地变量，用于解决多线程并发时访问共享变量的问题
明显，在多线程的场景下，当有多个线程对共享变量进行修改的时候，就会出现线程安全问题，即数据不一致问题。常用的解决方法是对访问共享变量的代码加锁（synchronized或者Lock）。但是这种方式对性能的耗费比较大。在JDK1.2中引入了ThreadLocal类，来修饰共享变量，使每个线程都单独拥有一份共享变量，这样就可以做到线程之间对于共享变量的隔离问题。
当然锁和ThreadLocal使用场景还是有区别的，具体区别如下：
ThreadLocal设计
DK8之后，每个Thread维护一个ThreadLocalMap对象，这个Map的key是ThreadLocal实例本身，value是存储的值要隔离的变量，是泛型，其具体过程如下：
- 每个Thread线程内部都有一个Map（ThreadLocalMap::threadlocals）;
- Map里面存储ThreadLocal对象（key）和线程的变量副本（value）;
- Thread内部的Map由ThreadLocal维护，由ThreadLocal负责向map获取和设置变量值;
- 对于不同的线程，每次获取副本值时，别的线程不能获取当前线程的副本值，就形成了数据之间的隔离。
一般都会将ThreadLocal声明成一个静态字段，同时初始化如下：
例如，有个User对象需要在不同线程之间进行隔离访问，可以定义ThreadLocal如下：
public class Test {
static ThreadLocal<User> threadLocal = new ThreadLocal<>();
}常用方法
- set(T value)：设置线程本地变量的内容。
- get()：获取线程本地变量的内容。
- remove()：移除线程本地变量。注意在线程池的线程复用场景中在线程执行完毕时一定要调用remove，避免在线程被重新放入线程池中时被本地变量的旧状态仍然被保存。
public class Test {
static ThreadLocal<User> threadLocal = new ThreadLocal<>();
public void m1(User user) {
threadLocal.set(user);
}
public void m2() {
User user = threadLocal.get();
// 使用
// 使用完清除
threadLocal.remove();
}
}
ThreadLocal中set方法的源码如下
public void set(T value) {
// 获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取当前线程的threadLocals字段
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 判断线程的threadLocals是否初始化了
if (map != null) {
map.set(this, value);
} else {
// 没有则创建一个ThreadLocalMap对象进行初始化
createMap(t, value);
}
}
createMap方法的源码如下：
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}get方法如下：
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// 获取ThreadLocal对应保留在Map中的Entry对象
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
// 获取ThreadLocal对象对应的值
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// map还没有初始化时创建map对象，并设置null，同时返回null
return setInitialValue();
}
remove方法如下
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
// 键在直接移除
if (m != null) {
m.remove(this);
}
}
ThreadLocal内存泄露问题
我们知道线程池里的核心Thread执行完任务之后，是不会退出的，可以循环使用，那就说明线程池里每个核心线程Thread对应的ThreadLocalMap一直是强引用关系，所以线程Thread对应的ThreadLocal是不会自动回收的
不恰当的使用ThreadLocal会造成内存泄漏的问题。主要是因为线程的私有变量ThreadLocalMap里面的key是一个弱引用。而弱引用的特性就是不管是否存在直接引用的关系，当成员变量ThreadLocal没有其他强引用关系的时候，这个时候对象就会被GC回收。从而导致key会变为null，造成这块内存永远无法被访问，出现内存泄漏的问题
总结
最后简单总结一下，由于ThreadLocalMap包含了ThreadLocal，且线程Thread中包含变量ThreadLocalMap，因此ThreadLocalMap与Thread的生命周期是相同的，如果线程退出了，ThreadLocal自然就会被垃圾回收掉，所以不会出现内存泄漏。但在线程池中使用ThreadLocal的时候，我们还是要养成好习惯，ThreadLocal不在使用的时候调用remove方法，避免内存泄漏情况发生。
