ThreadLocal的应用场景

1、方便同一个线程使用某一对象，避免不必要的参数传递；
2、线程间数据隔离（每个线程在自己线程里使用自己的局部变量，各线程间的ThreadLocal对象互不影响）；
3、获取数据库连接、Session、关联ID（比如日志的uniqueID，方便串起多个日志）；
其中spring中的事务管理器就是使用的ThreadLocal：
　　Spring的事务管理器通过AOP切入业务代码，在进入业务代码前，会依据相应的事务管理器提取出相应的事务对象，假如事务管理器是DataSourceTransactionManager，
就会从DataSource中获取一个连接对象，通过一定的包装后将其保存在ThreadLocal中。而且Spring也将DataSource进行了包装，重写了当中的getConnection()方法，或者说
该方法的返回将由Spring来控制，这样Spring就能让线程内多次获取到的Connection对象是同一个。

ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

ThreadLocal 是线程本地存储，在每个线程中都创建了一个 ThreadLocalMap 对象，每个线程可以访问自己内部 ThreadLocalMap 对象内的 value。

经典的使用场景是为每个线程分配一个 JDBC 连接 Connection。这样就可以保证每个线程的都在各自的 Connection 上进行数据库的操作，不会出现 A 线程关了 B线程正在使用的 Connection； 还有 Session 管理 等问题。

ThreadLocal 使用例子：

public class TestThreadLocal {

//线程本地存储变量

private static final ThreadLocal THREAD_LOCAL_NUM = new ThreadLocal() {

@Override

protected Integer initialValue() {

return 0;

}

};

public static void main(String[] args) {

for (int i = 0; i < 3>

Thread t = new Thread() {

@Override

public void run() {

add10ByThreadLocal();

}

};

t.start();

}

}

/**

* 线程本地存储变量加 5

*/

private static void add10ByThreadLocal() {

for (int i = 0; i < 5>

Integer n = THREAD_LOCAL_NUM.get();

n += 1;

THREAD_LOCAL_NUM.set(n);

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : ThreadLocal num=" + n);

}

}

}

打印结果：启动了 3 个线程，每个线程最后都打印到 "ThreadLocal num=5"，而不是 num 一直在累加直到值等于 15

Thread-0 : ThreadLocal num=1

Thread-1 : ThreadLocal num=1

Thread-0 : ThreadLocal num=2

Thread-0 : ThreadLocal num=3

Thread-1 : ThreadLocal num=2

Thread-2 : ThreadLocal num=1

Thread-0 : ThreadLocal num=4

Thread-2 : ThreadLocal num=2

Thread-1 : ThreadLocal num=3

Thread-1 : ThreadLocal num=4

Thread-2 : ThreadLocal num=3

Thread-0 : ThreadLocal num=5

Thread-2 : ThreadLocal num=4

Thread-2 : ThreadLocal num=5

Thread-1 : ThreadLocal num=5

实现原理：

按照我们第一直觉，感觉 ThreadLocal 内部肯定是有个 Map 结构，key 存了 Thread，value 存了 本地变量 V 的值。每次通过 ThreadLocal 对象的 get() 和 set(T value) 方法获取当前线程里存的本地变量、设置当前线程里的本地变量。

而 JDK 的实现里面这个 Map 是属于 Thread，而非属于 ThreadLocal。ThreadLocal 仅是一个代理工具类，内部并不持有任何与线程相关的数据，所有和线程相关的数据都存储在 Thread 里面。ThreadLocalMap 属于 Thread 也更加合理。

还有一个更加深层次的原因，这样设计不容易产生内存泄露。

ThreadLocal 持有的 Map 会持有 Thread 对象的引用，只要 ThreadLocal 对象存在，那么 Map 中的 Thread 对象就永远不会被回收。ThreadLocal 的生命周期往往比线程要长，所以这种设计方案很容易导致内存泄露。

JDK 的实现中 Thread 持有 ThreadLocalMap，而且 ThreadLocalMap 里对 ThreadLocal 的引用还是弱引用（WeakReference），所以只要 Thread 对象可以被回收，那么 ThreadLocalMap 就能被回收。JDK 的这种实现方案复杂但更安全。

在线程池中使用 ThreadLocal 为什么可能导致内存泄露呢？

在线程池中线程的存活时间太长，往往都是和程序同生共死的，这样 Thread 持有的 ThreadLocalMap 一直都不会被回收，再加上 ThreadLocalMap 中的 Entry 对 ThreadLocal 是弱引用（WeakReference），所以只要 ThreadLocal 结束了自己的生命周期是可以被回收掉的。

Entry 中的 Value 是被 Entry 强引用的，即便 value 的生命周期结束了，value 也是无法被回收的，导致内存泄露。

线程池中，如何正确使用 ThreadLocal？

在 finally 代码块中手动清理 ThreadLocal 中的 value，调用 ThreadLocal 的 remove()方法。

ThreadLocal 核心方法

设置 Thread 对应的 Value 值，首次会创建一个 ThreadLocalMap ，添加 ThreadLocal - Value 到 ThreadLocalMap 中，并且绑定 ThreadLocalMap 到当前线程。

public void set(T value) {

Thread t = Thread.currentThread();

ThreadLocalMap map = getMap(t);

if (map != null)

map.set(this, value);

else

createMap(t, value);

}

创建 ThreadLocalMap，绑定到当前线程。 

void createMap(Thread t, T firstValue) {

t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);

}

通过 ThreadLocalMap 获取当前线程的存储的 Value 值  

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();

}

设置 ThreadLocal 的初始化值，未 set(T value) 初次获取 Thread 对应的 Value 值时会调用，即被 setInitialValue 方法调用。需要重写该方法。

protected T initialValue() {

return null;

}

移除当前线程存储的 Value 值。当 ThreadLocal 不在使用，最好在 finally 语句块中，调用 remove() 方法，释放去 Value 的引用，避免内存泄露。

public void remove() {

ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());

if (m != null)

m.remove(this);

}

ThreadLocal称之为线程局部变量，他的作用类似于锁，使用的场景一般是用在数据库连接对象，避免线程不安全的问题

ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

ThreadLocal原理

ThreadLocal中的几个主要方法：

• void set(Object value)设置当前线程的线程局部变量的值。

• public Object get()该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。

• public void remove()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。

• protected Object initialValue()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。

ThreadLocal 是线程本地存储，在每个线程中都创建了一个 ThreadLocalMap 对象，每个线程可以访问自己内部 ThreadLocalMap 对象内的 value。

场景1：

ThreadLocal 用作保存每个线程独享的对象，为每个线程都创建一个副本，这样每个线程都可以修改自己所拥有的副本, 而不会影响其他线程的副本，确保了线程安全。

场景2：

ThreadLocal 用作每个线程内需要独立保存信息，以便供其他方法更方便地获取该信息的场景。每个线程获取到的信息可能都是不一样的，前面执行的方法保存了信息后，后续方法可以通过ThreadLocal 直接获取到，避免了传参，类似于全局变量的概念。

•典型场景1: 每个线程需要一个独享的对象(通常是工具类,典型需要使用的类有SimpleDateFormat和Random)

•典型场景2: 每个线程内需要保存全局变量(例如在拦截器中获取用户信息),可以让不同方法直接使用,避免参数传递的麻烦。