ThreadLocal 能做什么

ThreadLocal 是 JDK 提供的一个工具类，它可以为每个使用它的线程创建一个线程本地的副本，从而能保证多个线程在访问时的安全问题。当多个线程在使用这个变量时，其实是在使用自己线程本地内存的变量，由于是线程级别的，因此就能完全避免多个线程访问时，资源竞争的安全问题。

ThreadLocal 的原理

要讲解 ThreadLocal 的原理，我们首先需要看 JDK 的源码，了解了 ThreadLocal 类的主要方法实现就能理解其原理了。使用 ThreadLocal 时主要就是调用它的两个方法即 get 方法和 set 方法，下面直接贴出他们的源码。

首先看 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;
    }

void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

由于 ThreadLocal 是一个带泛型的类，所以在创建 ThreadLocal 对象时，需要指定对应的泛型而 set 方法的入参就是定义的泛型对象；
接下来看具体的逻辑：
1首先创建了一个当前调用 set 方法的线程实例对象；
2、调用 getMap 方法，入参为当前线程的实例对象，返回一个当前线程对象的 threadLocals 属性值，threadLocals 是Thread 类的一个属性，也就是说 Java 的所有线程对象都有这个属性，这个属性是一个 ThreadLocalMap 对象（ThreadLocalMap 其实就是一个简化版的 HashMap）；
3、如果返回的 ThreadLocalMap 为 null（threadLocals 属性的默认值就是 null），则会创建一个 ThreadLocalMap 对象，会调用createMap 方法；
4、createMap 方法接收两个入参，一个为 当前调用线程的实例对象，一个为 firstValue（默认 firstValue 为 null）因此这个方法会创建一个 key 为当前调用线程实例，value 为当前 set 方法传入的值 的ThreadLocalMap 对象，并将这个对象赋值给当前线程实例的 threadLocals 属性；
总结：要想了解 set 方法，就需要了解 threadLocals 属性，简单理解它就是一个 key 为当前线程实例对象的 HashMap；set 方法就是把 set 的入参设置到这个 hashMap 的 value 中的过程；

接下来看 get 方法：

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

其实 get 方法和 set 方法一样，本质上都是操作当前线程实例的 threadLocals 属性，只是 get 方法是获取该属性的 value 值；
接下来看具体的逻辑：
1、前面的两个操作和 set 方法一样，获取当前调用线程实例的 threadLocals 属性值；
2、如果不为空则直接返回当前属性值的 value 值；
3、如果为空则为当前线程实例初始化一个 value 值为空的 threadLocals 属性（initialValue 方法的返回值为 null）；

原理总结

1、通过以上源码介绍，其实 ThreadLocal 是一个带泛型的类，使用的时候就是调用它的 get 方法和它的 set 方法；
2、这两个方法的本质就是操作当前调用线程实例的 threadLocals 属性值；
3、threadLocals 属性是一个 Thread LocalMap 对象，这个对象就是一个简单的 HashMap，而它的 key 为当前线程的实例对象，value 为某个需要被共享的变量值；
4、由于这个值是放在当前线程实例的一个 Map 中，因此多个线程访问的时候是访问自己本地的变量，因此不可能有多线程安全访问的问题；

ThreadLocal 应用 Demo

先上代码

public static void main(String[] args) {
        ThreadLocal<String> stringThreadLocal = new ThreadLocal<>();
        stringThreadLocal.set("main threadLocal");
        System.out.println("main threadLocal value:"+stringThreadLocal.get());
        Thread threadA = new Thread(() -> {
            stringThreadLocal.set("threadA threadLocal");
            System.out.println("threadA threadLocal value:" + stringThreadLocal.get());
        });
        Thread threadB = new Thread(() -> {
            stringThreadLocal.set("threadB threadLocal");
            System.out.println("threadB threadLocal value:" + stringThreadLocal.get());
        });
        threadA.start();
        threadB.start();
    }

结果

main threadLocal value:main threadLocal
threadA threadLocal value:threadA threadLocal
threadB threadLocal value:threadB threadLocal

上面是对 ThreadLocal 最简单的使用，虽然对 ThreadLocal 来说是一个对象，并且是被三个线程共同访问，正常情况下由于多线程的问题一定会表现为结果不可预知；但是由于 ThreadLocal 的特性，是当前线程的本地副本设置属性值，因此不会出现多线程安全的问题；可以用它来记录一下上下文的一内容信息，或者用来设置一个日志的唯一标识 uuid 等，来标识当前线程的执行日志，方便查找问题。