概述

threadlocal是线程变量，存放到threadlocal中的值只能被存放值得线程所访问，每个线程只能访问自己设置的变量；threadlocal是无锁的，所以不用考虑执行效率问题。

应用

我们创建一个ThreadLocalContainer类，该类包含ThreadLocal对象：

  public class ThreadLocalContainer{
       private final ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();

       public void set(Integer value){
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" set:"+value);
           threadLocal.set(value);
       }

       public void print(){
           Integer s = threadLocal.get();
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" get:"+s);
           threadLocal.remove();;
       }
   }

创建测试类：

public class TheadLocalDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(3,3,100, TimeUnit.SECONDS,new ArrayBlockingQueue<>(100));
        ThreadLocalContainer container = new ThreadLocalContainer();
        for (int i = 0; i < 3; i++){
            final int num = i + 1;
            executorService.execute(()->{
                container.set(num);
                try {
                    //让所有线程先把值设定完
                    Thread.sleep(1000L);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                container.print();
            });
        }
        executorService.shutdown();
        executorService.awaitTermination(10L,TimeUnit.SECONDS);
    }
}

该测试类中创建了一个ThreadLocalContainer对象，该对象被三个线程锁访问，在每个线程中调用set方法对该对象的ThreadLocal赋值，休眠1秒后（保证所有线程都赋值完成然后再访问），调用print方法访问threadlocal中的值，然后调用threadlocal中remove方法将该线程值移除，避免内存泄露，测试结果如下：

pool-1-thread-1 set:1     //线程1设置值为1
pool-1-thread-2 set:2     //线程2设置值为2
pool-1-thread-3 set:3     //线程3设置值为3
pool-1-thread-3 get:3     //线程3访问到的值为3
pool-1-thread-1 get:1     //线程1访问到的值为1
pool-1-thread-2 get:2     //线程2访问到的值为2

可以看到每个线程只访问到了自己设定的值。

ThreadLocal实现原理

image.png

• Threadlocal中的值是存在ThreadLocalMap中的，ThreadLocalMap是ThreadLocal的一个内部类。
• Threadlocal set方法是将值放到ThreadLocalMap中，其中ThreadLocalMap的key就是Threadlocal对象本身，value是我们所设定的值。
• ThreadLocalMap的引用被线程thread持有，执行set操作时，首先从thread中取出ThreadLocalMap对象，如果取到的ThreadLocalMap为空，将会创建一个新的ThreadLocalMap并将其赋值给thread。
• 执行get方法时，先从thread中取出ThreadLocalMap对象，然后根据Threadlocal对象本身取出Threadlocal对应的值。

问题说明

1. 为什么ThreadLocalMap中的key是弱引用？
   因为ThreadLocalMap被线程Thread所持有，Thread存活周期与ThreadLocal存活周期不一致，如上图ThreadLocal对象被另外一个Object对象强引用，同时也作为key存在于ThreadLocalMap中；当Object对象被回收时ThreadLocal也应该被回收，如果ThreadLocalMap的key是强引用的话，ThreadLocal对象不可能会被回收，所以使用WeakReference，保证如果持有ThreadLocal强引用的对象被回收后，在下一次垃圾回收时ThreadLocal能够被回收。
2. 什么情况下会发生内存泄露，该如何避免？
   当线程执行完成后，Object对象被回收，由于ThreadLocalMap的key是弱引用，所以ThreadLocal也会被回收；但是如果不调用ThreadLocal中remove方法，ThreadLocalMap中的value在该thread销毁之前将不会被回收；如果该thread由线程池创建，thread执行完该任务之后可能会去执行其他任务，也就是该thread可能永远都不会被回收，而此时由于ThreadLocalMap的key已经被回收，该value永远不能被访问到，所以此时value不能被访问，又不能被回收就造成了内存泄露。
   要避免内存泄露就要在ThreadLocal使用完成时调用其remove方法把value值清理掉。