(本文旨在梳理三者的逻辑,从基本应用出发,不去深入源码研究,有不完善或者错误还请指正.)
刚接触的时候,三者的关系绕来绕去,晕头转向,真是剪不清理还乱,但是慢慢多梳理几遍.他们的逻辑关系就慢慢清晰了.本文准备先总结一下三者的关系,然后在简单地描述一下之间的逻辑流程.

1.三者的关系

顾名思义
什么是Thread, 线程.
什么是TreadLocal,网上大多数称线程本地变量,我觉得理解成 线程独享变量的维护工厂 更好一点.
什么是TreadLocalMap,我觉得理解成 线程独享变量map 比较有助于记忆.

首先,我们来想一下,为什么要有ThreadLocal这个东西?
为了便于理解,我们先回想一下,什么是类变量和实例变量.类变量,顾名思义,就是从属于类的,也就是说,如果权限允许,我们能访问到类,就能访问到类变量,简而言之,大家都能访问到类变量...而实例变量,就是从属于实例的变量,我们只有拿到实例本身,才能通过实例访问到实例变量.每个实例的实例变量是不同的,独一份的.
但是,有时候,我们需求同一个线程里,不管是哪个方法,都能访问到同一个变量,而不同的线程,不能访问别的线程的那一份变量,即变量线程隔离.例如,Hibernate中,同一个request进来,不管这个线程执行了多少次对数据库的访问,使用的都是同一个session连接,Hibernate的一级缓存才能有有效地被利用.
言归正传,三者之间到底是什么关系呢?

1.每一个Thread实例里都有一个ThreadLocalMap属性,名称叫ThreadLocals,初始值是null,访问的时候如果是null,就会创建对象.一个Thread实例维护一个ThreadLocalMap对象.

2.ThreadLocalMap是一个ThreadLocal的静态内部类(其实,这里为什么要把ThreadLocalMap写成静态内部类,我还没有搞明白,有兄台明白的望指点一二),注意:这是两个类之间的关系,而这两个类的实例之间的关系与他们两个类之间的关系不要联系到一起哦! 而ThreadLocalMap实例里维护的是一个或者多个Entry<k,v>,每个Entry的key就是ThreadLocal实例的弱引用,value就是线程的专属变量.

3.ThreadLocal是干什么的呢?
最基本的作用
(1)通过get(),set()方法,往线程的ThreadLocalMap里面放值.
(2)如果执行get,set方法时发现当前线程的ThreadLocalMap是null的话,就创建一个ThreadLocalMap对象,并赋值,之前说过ThreadLocalMap类是ThreadLocal的静态内部类,但是它同时还是default修饰的类,所以手动创建ThreadLocalMap实例的话会显得不方便,相信这也是作者的本意吧.
(3)通过泛型,我们能够限定当前ThreadLocal实例能给线程注入什么类型的实例变量,而线程,也能根据需要来选择不同的ThreadLocal实例.

2.三者的逻辑流程与使用思路

嗯...好像说的罗里吧嗦的,还是晕乎乎的?接下来,我们来详细地简单地看下他们之间的逻辑流程吧.

下面是一副简单的草图

PNG 图像.png

我们可以看到,Thread实例和ThreadLocalMap实例是一对一的关系,一个Thread实例拥有自己的ThreadLocalMap实例,而ThreadLocalMap实例,实际上可以看作是一个Entry数组,也就是说,每当我们需要一个线程专属变量时,就在ThreadLocalMap上新增一个entry键值对,以对应的ThreadLocal弱引用为key,以线程专属变量为value.

而ThreadLocal实例与前两者的关系是可以多对多的关系.每一个thread实例负责一个类型的线程专属变量,它可以对在多个thread实例中的threadLocalMap实例中塞进entry,以此来完成向thread中注入线程专属变量.而且,当我们调用threadLocal实例时,我们能轻而易举地获得当前线程(通过Thread.currentThread()方法),然后在以自己(this)作为key,这样便能在同一个线程中复用一个变量.

举一个简单的例子.

hibernate中的session,因为session中有一级缓存的存在,有时候,我们需要在一次http请求中使用这些缓存来提高效率,因此我们希望在多个数据库的访问中使用到的session是同一个对象,所以我们不能简单地每次new出来一个session对象.

所以在SessionFactory中,会静态地持有一个Thread Local<session>对象(因为整个web程序需要且只需要这么一个对象就可以了),我们只需要在线程初次使用时,向线程的threadLocalMap中注入一次session,以后该线程每次请求时,threadLocal.get()方法每次返回的都是同一个session.

简单地说这就是"线程内共享,线程间隔离"的思想.

当然,实际的代码实现肯定要复杂得多得多,但是这应该就是threadlocal使用的基本思路框架.

3.关于弱引用和内存泄漏

这个虽然我没有深入研究,但是翻了大致翻了一下网上的说法,应该是这样的:
部分代码:

    static class ThreadLocalMap {
            static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
                Object value;
                Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);    //对k作了弱引用处理
                value = v;
                }
            }
          //省略...
      }

假设,我们有一个线程threadA,它的threadLocalMap中存了n个entry,从entry<t1,v1>到entry<tn,vn>,负责维护的ThreadLocal分别是从threadLocal<T1>到threadLocal<Tn>,然而,我们的这个线程是个非常墨迹的线程,其他引用threadLocal<T1>到threadLocal<Tn>这些实例的对象早已经没有了,只剩下这个线程了,那么threadLocal<T1>到threadLocal<Tn>却迟迟得不到销毁.所以这里的Entry是继承了WeakReference的,因为弱引用不会阻止垃圾回收.

好了,threadLocal<T1>到threadLocal<Tn>已经回收了,但是entry数组中value对象是一直存在的啊,如果这样的线程越来越多,那么就出现了内存泄漏了.