ThreadLocal 原理

以下是 Thread 类中的部分源代码：

public class Thread implements Runnable  {
  ...

  /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
   * by the ThreadLocal class.（与此线程有关的ThreadLocal值。由ThreadLocal类维护） */
  ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

  /*
   * InheritableThreadLocal values pertaining to this thread. This map is
   * maintained by the InheritableThreadLocal class.（与此线程有关的 
   * InheritableThreadLocal值。由InheritableThreadLocal类维护）
   */
  ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;
   ...

}

从上面可以看出，Thread 类中有一个 threadLocals 和 inheritableThreadLocals 变量，它们都是 ThreadLocalMap 类型的变量，可以把 ThreadLocalMap 理解为ThreadLocal 类实现的定制化的 HashMap。默认情况下，这两个变量都是 null，只有当前线程调用 ThreadLocal 类的 set 或 get 方法时才创建它们，实际上调用这两个方法的时候，真正调用的是 ThreadLocalMap 类对应的 get()、set()方法。

ThreadLocal 类的 set() 方法

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

最终的变量，是放在当前线程的 ThreadLocalMap 中，而不是存在 ThreadLocal 上，ThreadLocal 可以理解为只是ThreadLocalMap 的封装，传递了变量值。ThrealLocal 类中，可以通过 Thread.currentThread() 获取到当前的线程对象，可以直接通过 getMap(Thread t) 访问到该线程的ThreadLocalMap 对象。

ThreadLocalMap是ThreadLocal的静态内部类。

ThreadLocal

ThreadLocal 内存泄露问题

ThreadLocalMap 中使用的 key 为 ThreadLocal 的弱引用，而 value 是强引用。所以，如果 ThreadLocal 没有被外部强引用的情况下，在进行垃圾回收的时候， key 就会被清理掉，而 value 不会被清理掉。这样一来，ThreadLocalMap 中就会出现 key 为 null 的 Entry。此时，如果不做任何措施的话，value 就永远无法被 GC 回收，这个时候可能就会产生内存泄露。ThreadLocalMap 实现中已经考虑了这种情况，在调用 set()、get()、remove() 方法的时候，都会清理掉 key 为 null 的记录。所以，使用完 ThreadLocal 方法后，最好手动调用下 remove() 方法。

      static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

弱引用介绍：

如果一个对象只具有弱引用，那就类似于可有可无的生活用品。弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程， 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java 虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。