一 、概述
- 定义
官方定义：
This class provides thread-local variables. These variables differ from their normal counterparts in that each thread that accesses one (via its <tt>get</tt> or <tt>set</tt> method) has its own, independently initialized copy of the variable. <tt>ThreadLocal</tt> instances are typically private static fields in classes that wish to associate state with a thread (e.g., a user ID or Transaction ID).
简单翻译一下：ThreadLocal类用来提供线程内部的局部变量。这些变量在多线程环境下访问(通过get或set方法访问)时能保证各个线程里的变量相对独立于其他线程，ThreadLocal实例通常定义为private static类型。
总结：ThreadLocal 不用于解决共享变量的问题，不是为了协调线程同步而存在，而是为了方便每个线程处理自己的状态而引入的一个机制，它为每个线程创建一个单独的变量副本，这个变量独立于其他线程。
二、使用
ThreadLocal可以看做是一个容器，容器里面存放着属于当前线程的变量。ThreadLocal类提供了四个对外开放的接口方法 :T initialValue()、void set(Object value)、T get()、void remove()，我们逐个分析。
- T initialValue() :
protected T initialValue() {
return null;
}
返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次，ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。
- void set(Object value)
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
设置当前线程的线程局部变量的值。
- T get()
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
返回当前线程所对应的线程局部变量。 若当前Thread中的ThreadLocalMap为null，进行初始化操作，调用方法setInitialValue()，在这个方法中，会执行initialValue() 取得默认值，若子类没有重写此方法，默认返回 null。
- void remove()
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}
将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。
三、实现
ThreadLocal类中存在一个静态内部类ThreadLocalMap(类似于Map)，用键值对的形式存储每一个线程的变量副本，ThreadLocalMap中元素的key为当前ThreadLocal对象，而value对应线程的变量副本。
static class ThreadLocalMap {
//map中的每个节点Entry,其键key是ThreadLocal并且还是弱引用，这也导致了后续会产生内存泄漏问题的原因。
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
/**
* The initial capacity -- MUST be a power of two.
*/
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
/**
* The table, resized as necessary.
* table.length MUST always be a power of two.
*/
private Entry[] table;
.................
}
总之，为不同线程创建不同的ThreadLocalMap，用线程本身为区分点，每个线程之间其实没有任何的联系，说是说存放了变量的副本，其实可以理解为为每个线程单独new了一个初始值相同的对象。
四、内存泄漏问题。
在上面提到过，每个thread中都存在一个map, map的类型是ThreadLocal.ThreadLocalMap. Map中的key为一个threadlocal实例. 这个Map的确使用了弱引用,不过弱引用只是针对key. 每个key都弱引用指向threadlocal. 当把threadlocal实例置为null以后,没有任何强引用指向threadlocal实例,所以threadlocal将会被gc回收. 但是,我们的value却不能回收,因为存在一条从current thread连接过来的强引用. 只有当前thread结束以后, current thread就不会存在栈中,强引用断开, Current Thread, Map, value将全部被GC回收.
所以得出一个结论就是只要这个线程对象被gc回收，就不会出现内存泄露，但threadLocal设为null和线程结束这段时间不会被回收的，就发生了我们认为的内存泄露。其实这是一个对概念理解的不一致，也没什么好争论的。最要命的是线程对象不被回收的情况，这就发生了真正意义上的内存泄露。比如使用线程池的时候，线程结束是不会销毁的，会再次使用的。就可能出现内存泄露。
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