在java的多线程模块中，ThreadLocal是经常被提问到的一个知识点，提问的方式有很多种，可能是循序渐进也可能是就像我的题目那样，因此只有理解透彻了，不管怎么问，都能游刃有余。
这篇文章主要从以下几个角度来分析理解
1、ThreadLocal是什么
2、ThreadLocal怎么用
3、ThreadLocal源码分析
4、ThreadLocal内存泄漏问题
下面我们带着这些问题，一点一点揭开ThreadLocal的面纱。若有不正之处请多多谅解，并欢迎批评指正。以下源码均基于jdk1.8。
一、ThreadLocal是什么
从名字我们就可以看到ThreadLocal叫做线程变量，意思是ThreadLocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的。ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，那么每个线程可以访问自己内部的副本变量。
从字面意思来看非常容易理解，但是从实际使用的角度来看，就没那么容易了，作为一个面试常问的点，使用场景那也是相当的丰富：
1、在进行对象跨层传递的时候，使用ThreadLocal可以避免多次传递，打破层次间的约束。
2、线程间数据隔离
3、进行事务操作，用于存储线程事务信息。
4、数据库连接，Session会话管理。
现在相信你已经对ThreadLocal有一个大致的认识了，下面我们看看如何用？
/** * ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for * maintaining thread local values. No operations are exported * outside of the ThreadLocal class. The class is package private to * allow declaration of fields in class Thread. To help deal with * very large and long-lived usages, the hash table entries use * WeakReferences for keys. However, since reference queues are not * used, stale entries are guaranteed to be removed only when * the table starts running out of space. */ static class ThreadLocalMap { /** * The entries in this hash map extend WeakReference, using * its main ref field as the key (which is always a * ThreadLocal object). Note that null keys (i.e. entry.get() * == null) mean that the key is no longer referenced, so the * entry can be expunged from table. Such entries are referred to * as "stale entries" in the code that follows. */ static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { /** The value associated with this ThreadLocal. */ Object value; Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { super(k); value = v; } } }
二、ThreadLocal怎么用
既然ThreadLocal的作用是每一个线程创建一个副本，我们使用一个例子来验证一下：
从结果我们可以看到，每一个线程都有各自的local值，我们设置了一个休眠时间，就是为了另外一个线程也能够及时的读取当前的local值。
这就是TheadLocal的基本使用，是不是非常的简单。那么为什么会在数据库连接的时候使用的比较多呢？
上面是一个数据库连接的管理类，我们使用数据库的时候首先就是建立数据库连接，然后用完了之后关闭就好了，这样做有一个很严重的问题，如果有1个客户端频繁的使用数据库，那么就需要建立多次链接和关闭，我们的服务器可能会吃不消，怎么办呢？如果有一万个客户端，那么服务器压力更大。
这时候最好ThreadLocal，因为ThreadLocal在每个线程中对连接会创建一个副本，且在线程内部任何地方都可以使用，线程之间互不影响，这样一来就不存在线程安全问题，也不会严重影响程序执行性能。是不是很好用。
以上主要是讲解了一个基本的案例，然后还分析了为什么在数据库连接的时候会使用ThreadLocal。下面我们从源码的角度来分析一下，ThreadLocal的工作原理。
三、ThreadLocal源码分析
在最开始的例子中，只给出了两个方法也就是get和set方法，其实还有几个需要我们注意。
方法这么多，我们主要来看set，然后就能认识到整体的ThreadLocal了：
1、set方法
/** * Sets the current thread's copy of this thread-local variable * to the specified value. Most subclasses will have no need to * override this method, relying solely on the {@link #initialValue} * method to set the values of thread-locals. * * @param value the value to be stored in the current thread's copy of * this thread-local. */ public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); }
从set方法我们可以看到，首先获取到了当前线程t，然后调用getMap获取ThreadLocalMap，如果map存在，则将当前线程对象t作为key，要存储的对象作为value存到map里面去。如果该Map不存在，则初始化一个。
OK，到这一步了，相信你会有几个疑惑了，ThreadLocalMap是什么，getMap方法又是如何实现的。带着这些问题，继续往下看。先来看ThreadLocalMap。
我们可以看到ThreadLocalMap其实就是ThreadLocal的一个静态内部类，里面定义了一个Entry来保存数据，而且还是继承的弱引用。在Entry内部使用ThreadLocal作为key，使用我们设置的value作为value。
还有一个getMap
/** * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in * InheritableThreadLocal. * * @param t the current thread * @return the map */ ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; }
调用当期线程t，返回当前线程t中的成员变量threadLocals。而threadLocals其实就是ThreadLocalMap。
2、get方法
/** * Returns the value in the current thread's copy of this * thread-local variable. If the variable has no value for the * current thread, it is first initialized to the value returned * by an invocation of the {@link #initialValue} method. * * @return the current thread's value of this thread-local */ 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(); }
通过上面ThreadLocal的介绍相信你对这个方法能够很好的理解了，首先获取当前线程，然后调用getMap方法获取一个ThreadLocalMap，如果map不为null，那就使用当前线程作为ThreadLocalMap的Entry的键，然后值就作为相应的的值，如果没有那就设置一个初始值。
如何设置一个初始值呢？
原理很简单
3、remove方法
/** * Removes the current thread's value for this thread-local * variable. If this thread-local variable is subsequently * {@linkplain #get read} by the current thread, its value will be * reinitialized by invoking its {@link #initialValue} method, * unless its value is {@linkplain #set set} by the current thread * in the interim. This may result in multiple invocations of the * {@code initialValue} method in the current thread. * * @since 1.5 */ public void remove() { ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); if (m != null) m.remove(this); }
从我们的map移除即可。
OK，其实内部源码很简单，现在我们总结一波
（1）每个Thread维护着一个ThreadLocalMap的引用
（2）ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，用Entry来进行存储
（3）ThreadLocal创建的副本是存储在自己的threadLocals中的，也就是自己的ThreadLocalMap。
（4）ThreadLocalMap的键值为ThreadLocal对象，而且可以有多个threadLocal变量，因此保存在map中
（5）在进行get之前，必须先set，否则会报空指针异常，当然也可以初始化一个，但是必须重写initialValue()方法。
（6）ThreadLocal本身并不存储值，它只是作为一个key来让线程从ThreadLocalMap获取value。
OK，现在从源码的角度上不知道你能理解不，对于ThreadLocal来说关键就是内部的ThreadLocalMap。
四、ThreadLocal其他几个注意的点
只要是介绍ThreadLocal的文章都会帮大家认识一个点，那就是内存泄漏问题。我们先来看下面这张图。
上面这张图详细的揭示了ThreadLocal和Thread以及ThreadLocalMap三者的关系。
1、Thread中有一个map，就是ThreadLocalMap
2、ThreadLocalMap的key是ThreadLocal，值是我们自己设定的。
3、ThreadLocal是一个弱引用，当为null时，会被当成垃圾回收
4、重点来了，突然我们ThreadLocal是null了，也就是要被垃圾回收器回收了，但是此时我们的ThreadLocalMap生命周期和Thread的一样，它不会回收，这时候就出现了一个现象。那就是ThreadLocalMap的key没了，但是value还在，这就造成了内存泄漏。
解决办法：使用完ThreadLocal后，执行remove操作，避免出现内存溢出情况。
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