java.lang.ThreadLocal
JDK针对ThreadLocal的描述
public class ThreadLocal<T>这个类提供线程局部变量。 这些变量与其正常的对应方式不同，因为访问一个的每个线程（通过其get或set方法）都有自己独立初始化的变量副本。 ThreadLocal实例通常是希望将状态与线程关联的类中的私有静态字段（例如，用户ID或事务ID）。
解读：ThreadLocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的。
ThreadLocal实现线程间的数据隔离原理:
每个线程对应的数据存储在不同的Thread对象的 threadLocals 属性中，而 threadLocals 属性是一个ThreadLocal.ThreadLocalMap 对象。
ThreadLocalMap为ThreadLocal的静态内部类。其实现是使用一个数组 private Entry[] table 来保存键值对的实体，初始大小为16，ThreadLocalMap自己实现了如何从 key 到 value 的映射：
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
使用一个 static 的原子属性 AtomicInteger nextHashCode，通过每次增加 HASH_INCREMENT = 0x61c88647 ，然后 & (INITIAL_CAPACITY - 1)取得在数组 private Entry[] table中的索引。
总结:ThreadLoca为每个线程都会分配有一个新的变量对象,在使用时每个线程获取的对象都是不同的。
ThreadLocal的使用
ThreadLocal和Synchonized的区别和联系
ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。
但是ThreadLocal与synchronized有本质的区别。
Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。
Synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问，用于在多个线程间通信时能够获得共享资源的同步数据。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。
ThreadLocal的常见使用场景
当很多线程需要多次使用同一个对象，并且需要该对象具有相同初始化值的时候最适合使用ThreadLocal
比如：
1、在进行对象跨层传递的时候，使用ThreadLocal可以避免多次传递，打破层次间的约束。
2、线程间数据隔离
3、进行事务操作，用于存储线程事务信息。
4、数据库连接，Session会话管理。
注意事项：使用完ThreadLocal后，执行remove操作，避免出现内存溢出情况。
ThreadLocal源码分析
//-------set---------
public void set(T value) {
//(1)获取当前线程（调用者线程）
Thread t = Thread.currentThread();
//(2)以当前线程作为key值，去查找对应的线程变量，找到对应的map
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
//(3)如果map不为null，就直接添加本地变量，key为当前线程，值为添加的本地变量值
map.set(this, value);
else
//(4)如果map为null，说明首次添加，需要首先创建出对应的map
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals; //获取线程自己的变量threadLocals，并绑定到当前调用线程的成员变量threadLocals上
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
//-------get---------
public T get() {
//(1)获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
//(2)获取当前线程的threadLocals变量
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//(3)如果threadLocals变量不为null，就可以在map中查找到本地变量的值
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
//(4)执行到此处，threadLocals为null，调用该更改初始化当前线程的threadLocals变量
return setInitialValue();
}
private T setInitialValue() {
//protected T initialValue() {return null;}
T value = initialValue();
//获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
//以当前线程作为key值，去查找对应的线程变量，找到对应的map
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//如果map不为null，就直接添加本地变量，key为当前线程，值为添加的本地变量值
if (map != null)
map.set(this, value);
else
//如果map为null，说明首次添加，需要首先创建出对应的map
createMap(t, value);
return value;
}
//-------remove---------
public void remove() {
//获取当前线程绑定的threadLocals
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
//如果map不为null，就移除当前线程中指定ThreadLocal实例的本地变量
if (m != null)
m.remove(this);
}
// 通过静态内部类实现变量与线程绑定
static class ThreadLocalMap {...}
使用完ThreadLocal后，执行remove操作的原因：
每个线程的本地变量存放在自己的本地内存变量threadLocals中，如果当前线程一直不消亡，那么这些本地变量就会一直存在（所以可能会导致内存溢出），因此使用完毕需要将其remove掉。
应用实例
cn.hutool.db.ThreadLocalConnection
//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//
package cn.hutool.db;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import javax.sql.DataSource;
public enum ThreadLocalConnection {
INSTANCE;
private final ThreadLocal<ThreadLocalConnection.GroupedConnection> threadLocal = new ThreadLocal();//使用ThreadLocal保存Connection变量
private ThreadLocalConnection() {
}
public Connection get(DataSource ds) throws SQLException {
ThreadLocalConnection.GroupedConnection groupedConnection = (ThreadLocalConnection.GroupedConnection)this.threadLocal.get();
if (null == groupedConnection) {//如果connThreadLocal没有本线程对应的Connection创建一个新的Connection，
groupedConnection = new ThreadLocalConnection.GroupedConnection();
this.threadLocal.set(groupedConnection);//并将其保存到线程本地变量中。
}
return groupedConnection.get(ds);//直接返回线程本地变量
}
//提供ThreadLocal的remove()方法，防止内存溢出
public void close(DataSource ds) {
ThreadLocalConnection.GroupedConnection groupedConnection = (ThreadLocalConnection.GroupedConnection)this.threadLocal.get();
if (null != groupedConnection) {
groupedConnection.close(ds);
if (groupedConnection.isEmpty()) {
this.threadLocal.remove();
}
}
}
public static class GroupedConnection {
private final Map<DataSource, Connection> connMap = new HashMap(1, 1.0F);
public GroupedConnection() {
}
public Connection get(DataSource ds) throws SQLException {
Connection conn = (Connection)this.connMap.get(ds);
if (null == conn || conn.isClosed()) {
conn = ds.getConnection();
this.connMap.put(ds, conn);
}
return conn;
}
public ThreadLocalConnection.GroupedConnection close(DataSource ds) {
Connection conn = (Connection)this.connMap.get(ds);
if (null != conn) {
try {
if (!conn.getAutoCommit()) {
return this;
}
} catch (SQLException var4) {
}
this.connMap.remove(ds);
DbUtil.close(new Object[]{conn});
}
return this;
}
public boolean isEmpty() {
return this.connMap.isEmpty();
}
}
}
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