ThreadLocal

现在，并发应用程序最关键的方面之一是共享数据。当你创建线程实现Runnable接口，然后开始各种线程对象使用相同的Runnable对象，所有线程共享，Runnable对象内部定义相同的属性。这本质上意味着，如果您更改了线程中的任何属性，所有线程都将受到此更改的影响，并将通过第一个线程看到修改后的值。有时它是你希望的行为，例如多个线程增加/减少相同的计数器变量；但有时您希望确保每个线程都必须工作在自己的线程实例副本上，并且不影响其他数据。

ThreadLocal

每个线程的Thread对象中都有一个ThreadLocalMap对象，这个对象存储来一组以ThreadLocal.threadLocalHashCode为键，以本地线程变量为值的K-V值对，ThreadLocal对象就是当前线程的ThreadLocalMap的访问入口，每一个ThreadLocal对象都包含独一无二的threadLocalHashCode值，使用这个值就可以在线程K-V值中终会对应的本地线程变量。

何时使用ThreadLocal

比如，你正在从事电子商务应用程序，需要为每个客户请求生成一个唯一的交易ID，控制器进程需要将此交易ID传递给Manager / DAO类中的业务方法，以便进行日志记录。一个解决方案可能是将此交易ID作为参数传递给所有业务方法。但这不是一个好的解决方案，因为代码是多余的和不必要的。

为了解决这个问题，在这里你可以使用ThreadLocal变量。你可以在控制器或任何预处理器拦截交易ID，并设置此交易ID到ThreadLocal里。在这之后，不管该控制器调用什么方法，它们都可以从ThreadLocal访问此交易ID。请注意，应用程序控制器将在一次服务多个请求，因为每个请求在单独的线程中在框架级别处理，交易ID将是每个线程唯一的，并且将从线程的执行路径中访问。

ThreadLocal API介绍

Java Concurrency API为ThreadLocal变量的使用提供良好的机制和优秀的性能。

public class ThreadLocal<T> extends Object {...}

该类提供线程本地变量。这些变量与一般的变量不同，每个线程访问一个线程（通过get或set方法）有自己独立的变量初始化副本。ThreadLocal实例通常是私有的静态字段在类希望关联状态的线程（例如，一个用户ID或交易ID）

这个类有以下方法：
get()：返回该线程局部变量的当前线程的值复制。
initialvalue()：返回该线程局部变量的当前线程的“初始值”。
remove()：删除该线程局部变量的当前线程的值。
set(T value）：将当前线程的本地线程变量的副本设置为指定的值。

如何使用ThreadLocal

下面的例子使用了两个线程局部变量，即threadId和startDate。它们都被定义为建议的“私有静态”字段。threadId将被用来确定当前正在运行的线程和startDate用来表示启动线程的执行的时间。以上信息将打印在控制台中，以验证每个线程是否保留了自己的变量副本。

public class DemoTask implements Runnable {
    private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);
    private static final ThreadLocal<Integer> threadId = new ThreadLocal<Integer>() {
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return nextId.getAndIncrement();
        }
    };

    public static int getThreadId() {
        return threadId.get();
    }

    private static final ThreadLocal<Date> startDate = new ThreadLocal<Date>() {
        @Override
        protected Date initialValue() {
            return new Date();
        }
    };


    @Override
    public void run() {
        System.out.printf("Starting Thread: %s : %s\n", getThreadId(), startDate.get());
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep((int) Math.rint(Math.random() * 10));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.printf("Thread Finished: %s : %s\n", getThreadId(), startDate.get());
    }

    public static void main(String[] args) {
        DemoTask demoTask = new DemoTask();

        Thread thread1 = new Thread(demoTask);
        Thread thread2 = new Thread(demoTask);
        Thread thread3 = new Thread(demoTask);

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
            thread3.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

现在来验证变量基本上能够保持自己的状态，不论多初始化为多少线程。我们创建了该任务的三个实例；启动线程；然后验证信息在控制台打印它们。

Starting Thread: 0 : Sat Aug 12 15:38:30 CST 2017
Starting Thread: 2 : Sat Aug 12 15:38:30 CST 2017
Starting Thread: 1 : Sat Aug 12 15:38:30 CST 2017
Thread Finished: 0 : Sat Aug 12 15:38:30 CST 2017
Thread Finished: 2 : Sat Aug 12 15:38:30 CST 2017
Thread Finished: 1 : Sat Aug 12 15:38:30 CST 2017

在上面的输出中，打印语句的顺序每次都会不同。我们可以清楚地看到ThreadLocal值为每个线程实例所保管。

最常见的ThreadLocal使用是当您有一些对象不是线程安全的，但您希望避免使用同步关键字/块同步访问该对象。相反，给每个线程自己的对象实例来工作。
一个很好的替代synchronization（同步）或ThreadLocal是使用局部变量。局部变量始终是线程安全的。唯一阻止你这样做的是应用程序设计约束。

在webapp服务器，它可能保持一个线程池，所以一个ThreadLocal变量应该在响应客户端请求前删除，因为当前线程可以被下一个请求重复使用。另外，如果你当你完成请求不清理的时候，任何引用它加载的类将保持在永久堆作为部署webapp的一部分，并永远不会被垃圾回收。

InheritableThreadLocal

InheritableThreadLocal类是ThreadLocal的子类。为了解决ThreadLocal实例内部每个线程都只能看到自己的私有值，所以InheritableThreadLocal允许一个线程创建的所有子线程访问其父线程的值。
参考
1.Java ThreadLocal Variables – When and How to Use?
2.Java TheadLocal