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作用

ThreadLocal提供了线程内的局部变量，相比较锁，他是空间换时间的思想，使得每个线程访问属于自己的独立副本。

这个类给线程提供了一个本地变量，这个变量是该线程自己拥有的，在该线程存活的ThreadLocal实例访问的时候，保存了这个变量副本的引用，如果当线程消失的时候，所有的本地实例都会被GC建议使用ThreadLocal最好使用private static修饰的成员。

注：当线程中某个ThreadLocal被GC掉(线程没有消亡)此时Entry中的key值将称为null，而value值还存在，知道线程消亡之前，Entry中的value都无法被gc回收，这就可能造成内存泄漏。为了解决这个问题，源码中set、get、remove、rehash方法执行时都会清除这些key为null的entry，当我们调用set、get方法时，都有可能将Entry的key为null的对象给清除掉(前提是触发了key是null的操作，如果没有触发这个操作也是不会清除key是null的情况)，但是还会出现内存泄漏问题。

为了避免内存泄漏可以有以下两种方式：

• 使用完手动执行remove()
• 将ThreadLocl定义为private static，这样可以随着线程一起消亡。

结构

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每个Thread维护一个TreadLocalMap，ThreadLocalMap中存储的是一个Entry[]tab数组，Entry中的key是ThreadLocal，value是ThreadLocal中设置的值。

Thread与ThreadLocal的关系

ThreadLocal的set方法：

    public void set(T value) {
        //获取当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //获取当前线程对应的ThreadLoclMap
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //如果map不是null那么就set值，如果是null那么先创建，然后在设置值
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }
    //获取当前线程的ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }
    //给Thread创建一个ThreadLocalMap
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
    //下面是Thread对ThreadLocalMap的定义
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

其实Thread类中有一个ThreadLocalMap为null的变量，如果Thread返回引用是null，就调用createMap方法，这就为Thread创建了一个能保存本地线程的map，当第一次使用ThreadLocl的时候，通过getMap()得到的ThreadMap必定是null所以需要调用createMap。

void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
    ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
            table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
            int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
            table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
            size = 1;
            setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
        }
        //设置map扩容的阈值，当Entry[]中元素达到这个阈值时候开始扩容，阈值为Entry[]长度的2/3
    private void setThreshold(int len) {
            threshold = len * 2 / 3;
        }

当达到最大长度的2/3时候就会扩容

可能会出现的问题

ThreadLocal中的Entry的key值是弱引用，代表他很快被GC掉。
弱引用：不会影响对象的GC(当对象只有弱引用存在的时候，只要GC就会被回收掉)
个人认为：如果是强引用，ThreadLocal不在使用时，GC时候ThreadLocalMap中还存在强引用，导致无法被GC回收，如果弱引用ThreadLocalMap就不算强引用了，就可以被GC回收，map的后续操作中，也会逐渐把对应的过时条目(key==null)清理出去，避免内存内存泄漏，Entry的定义如下：

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

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

ThreadLocalMap使用弱引用key，如果一个ThreadLocal没有外部强引用，那么系统gc的时候这个ThreadLocal必然会被回收，这样一来，ThreadLocalMap中就会出现key为null的Entry，就没有办法访问这些key为null的Entry的value，如果线程不结束，这些key为null的Entry的value就会一直存在一条强引用链，就会造成内存泄漏。

ThreadLocal之间是如何区分的

//每一个对象都有一个hashCode来标志自己的唯一性
private final int threadLocalHashCode=nextHashCode();
//下一个要给出的哈希码。原子更新。从零开始,原子类，保证线程安全，保证每一个hashCode唯一，并且是静态的
private static AtomicInteger nextHashCode=new AtomicInteger();
/**
 * The difference between successively generated hash codes - turns
 * implicit sequential thread-local IDs into near-optimally spread
 * multiplicative hash values for power-of-two-sized tables.
 * hash增量，每次获得hash之后加上这个数
 */
private static final int HASH_INCREMENT=0x61c88647;

/**
* 返回下一个hashCode
*/
private static int nextHashCode(){
    return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}

比如第一个ThreadLocal的hashCode就是0，那么在定义一个他的hashCode的基础加上HASH_INCREMENT，这样map中他们的hashCode不一样，但是这个时候虽然hashCode不一样，但是计算下标有可能一样，造成hash处重复，在ThreadLocalMap里面解决hash冲突是线性探查法来解决，当i下标有值的时候则找到i+1处，然后依次往下推。

总结

调用set或者get时候，ThreadLocal会有可能触发清除key为null的值，使用线程池的时候，我们应该在线程使用完ThreadLocal的时候自觉的调用remove方法清空Entry。
废弃的ThreadLocal所绑定的对象引用，会在以下情况被清理：

• Thread结束时
• 当Thread的ThreadLocalMap的threshold超过最大值(也就是触发rehash扩容时候)
• ThreadLoclMap中存放一个ThreadLocal，hash算法之后获取的Entry中的key为null时
• 手动通过ThreadLocal的remove方法或者set(null)