概述

ThreadLocal可以理解为一个工具类，能够为多个线程提供保存在各个线程内部的局部变量，通过提供的set和get方法来实现线程独立地对这些变量的修改和访问。因为变量保存在线程内部，线程在操作时不会产生线程不安全问题。

使用示例

  以下是简单的使用示例，两线程都对变量赋不一样的值，分别访问，删除

public class T07_ThreadLocal { static ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>(); public static void print() { local.get(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + local.get()); } public static void remove() { local.remove(); } public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(() -> { local.set("Hello"); print(); remove(); System.out.println("thread-1 after remove"); print(); }, "thread-1"); Thread t2= new Thread(() -> { local.set("Bye Bye"); print(); remove(); System.out.println("thread-2 after remove"); print(); }, "thread-2"); t1.start(); t2.start(); } }

输出结果

源码分析

ThreadLocal向外提供了三个方法（set，get，remove），完成线程对局部变量的操作:

set(T value)：将此局部变量当前线程的副本设定为指定值。

get（）：获取当前线程副本的值；

remove（）：移除当前线程副本的值；

源码：

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

通过源码我们可以得知，三个方法都要调用getMap方法，获取当前线程的threadLocals，是一个ThreadLocalMap对象，所有操作都是对线程持有的threadLocals的维护（增删改查）。

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

问题来了，ThreadLocalMap是什么，里有有哪些东西呢？

以下是ThreadLocalMap的主要构成。

static class ThreadLocalMap { static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value; Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { super(k); value = v; } } /** * The table, resized as necessary. * table.length MUST always be a power of two. */ private Entry[] table; ... }

 ThreadLocalMap中有一个内部类Entry，姑且可以将其理解为类似hashMap样的东西，并且这个map的是以当前ThreadLocal对象作为key，同时也定义了一个Entry数组，也就是说，一个线程内有一块连续空间，存有一堆key-value。

以ThreadLocalMap的set方法为例，可以进一步理解

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; //计算出当前entry所在数组的下标 int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { //获取key，当前ThreadLocal对象 ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == key) { e.value = value; return; } if (k == null) { replaceStaleEntry(key, value, i); return; } } tab[i] = new Entry(key, value); int sz = ++size; if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) rehash(); }

执行逻辑如下：

根据hash算法，计算出当前ThreadLocal对象所在Entry数组的下标；将要设置的value设置对该位置的Entry的value；

总结

    ThreadLocal和synchronize关键字一样，用于解决多线程之间的冲突，synchronize是通过加锁的方式，每个线程依次对某一变量的访问，执行时间较长，而ThreadLocal则是以空间换时间，给每个线程都保有一个变量的副本，减少线程额外的开销。

     还有值得注意的是，Entry是继承自弱引用，当ThreadLocal为null时，会被GC回收，然而在ThreadLocalMap中Entry数组的key为null，value却是有值，从而造成内存泄漏。故此，在使用完ThreadLocal后，需要执行remove方法，以避免内存泄漏。