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好久不见，不晓得大家新年过得怎么样？有没有痛痛快快得放松？是不是还能收到很多压岁钱？好了，话不多说，咱们开始明天的主题：ThreadLocal。
我收集了 4 个面试中呈现频率较高的对于 ThreadLocal 的问题：
什么是 ThreadLocal？什么场景下应用 ThreadLocal？
ThreadLocal 的底层是如何实现的？
ThreadLocal 在什么状况下会呈现内存透露？
应用 ThreadLocal 要留神哪些内容？
咱们先从一个“流言”开始，通过剖析 ThreadLocal 的源码，尝试纠正“流言”带来的误会，并解答下面的问题。
流传已久的“流言”
很多文章都在说“ThreadLocal 通过拷贝共享变量的形式解决并发平安问题”，例如：
这种说法并不精确，很容易让人误会为 ThreadLocal 会拷贝共享变量。来看个例子：
private static final DateFormat DATE_FORMAT = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd”);
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {new Thread(() -> {
try {System.out.println(DATE_FORMAT.parse("2023-01-29"));
} catch (ParseException e) {e.printStackTrace();
}
}).start();}}
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咱们晓得，多线程并发拜访同一个 DateFormat 实例对象会产生重大的并发平安问题，那么退出 ThreadLocal 是不是能解决并发平安问题呢？批改下代码：
/**
- 第一种写法
*/
private static final ThreadLocal<DateFormat> DATE_FORMAT_THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>() {
@Override
protected DateFormat initialValue() {return DATE_FORMAT;}};
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {new Thread(() -> {
try {System.out.println(DATE_FORMAT_THREAD_LOCAL.get().parse("2023-01-29"));
} catch (ParseException e) {e.printStackTrace();
}
}).start();}}
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预计会有很多小伙伴会说：“你这么写不对！《阿里巴巴 Java 开发手册》中不是这么用的！”。把书中的用法搬过去：
/**
- 第二种写法
*/
private static final ThreadLocal<DateFormat> DATE_FORMAT_THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>() {
@Override
protected DateFormat initialValue() {return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
}};
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Tips：代码小改了一下~~
咱们来看两种写法的差异：
第一种写法，ThreadLocal#initialValue 时应用共享变量 DATE_FORMAT；
第二种写法，ThreadLocal#initialValue 时创立 SimpleDateFormat 对象。
依照“流言”的形容，第一种写法会拷贝 DATE_FORMAT 的正本提供给不同的线程应用，但从后果上来看 ThreadLocal 并没有这么做。
有的小伙伴可能会狐疑是因为 DATE_FORMAT_THREAD_LOCAL 线程共享导致的，但别忘了第二种写法也是线程共享的。
到这里咱们应该可能猜到，第二种写法中每个线程会拜访不同的 SimpleDateFormat 实例对象，接下来咱们通过源码一探到底。
ThreadLocal 的实现
除了应用 ThreadLocal#initialValue 外，还能够通过 ThreadLocal#set 增加变量后再应用：
ThreadLocal<SimpleDateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<>();
threadLocal.set(new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd”));
System.out.println(threadLocal.get().parse(“2023-01-29”));
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Tips：这么写仅仅是为了展现用法~~
应用 ThreadLocal 非常简单，3 步就能够实现：
创建对象
增加变量
取出变量
无参结构器没什么好说的（空实现），咱们从 ThreadLocal#set 开始。
ThreadLocal#set 的实现
ThreadLocal#set 的源码：
public void set(T value) {,
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取以后线程的 ThreadLocalMap
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// 增加变量
map.set(this, value);
} else {
// 初始化 ThreadLocalMap
createMap(t, value);
}}
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ThreadLocal#set 的源码非常简单，但却走漏出了不少重要的信息：
变量存储在 ThreadLocalMap 中，且与以后线程无关；
ThreadLocalMap 应该相似于 Map 的实现。
接着来看源码：
public class ThreadLocal<T> {
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {return t.threadLocals;}
void createMap(Thread t, T firstValue) {t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}}
public class Thread implements Runnable {
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;}
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很清晰的展现出 ThreadLocalMap 与 Thread 的关系：ThreadLocalMap 是 Thread 的成员变量，每个 Thread 实例对象都领有本人的 ThreadLocalMap。
另外，还记得在对于线程你必须晓得的 8 个问题（上）提到 Thread 实例对象与执行线程的关系吗？
如果从 Java 的层面来看，能够认为创立 Thread 类的实例对象就实现了线程的创立，而调用 Thread.start0 能够认为是操作系统层面的线程创立和启动。
能够近似的看作是：Thread 实例对象≈执行线程 Thread 实例对象 \approx 执行线程 Thread 实例对象≈执行线程。也就是说，属于 Thread 实例对象的 ThreadLocalMap 也属于每个执行线程。
基于以上内容，咱们如同失去了一个非凡的变量作用域：属于线程。
Tips：
实际上属于线程也即是属于 Thread 实例对象，因为 Thread 是线程在 Java 中的形象；
ThreadLocalMap 属于线程，但不代表存储到 ThreadLocalMap 的变量属于线程。
ThreadLocalMap 的实现
ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的外部类，代码也不简单：
public class ThreadLocal<T> {
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
static class ThreadLocalMap {
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {super(k);
value = v;
}
}
private Entry[] table;
private int size = 0;
private int threshold;
private void setThreshold(int len) {threshold = len * 2 / 3;}
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);
}
}}
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仅从构造和构造方法中曾经可能窥探到 ThreadLocalMap 的特点：
ThreadLocalMap 底层存储构造是 Entry 数组；
通过 ThreadLocal 的哈希值取模定位数组下标；
构造方法增加变量时，存储的是原始变量。
很显著，ThreadLocalMap 是哈希表的一种实现，ThreadLocal 作为 Key，咱们能够将 ThreadLocalMap 看做是“简版”的 HashMap。
Tips：
本文不探讨哈希表实现中解决哈希抵触，数组扩容等问题的形式；
也不须要关注 ThreadLocalMap#set 和 ThreadLocalMap#getgetEntry 的实现;
与构造方法一样，ThreadLocalMap#set 中存储的是原始变量。
到目前为止，无论是 ThreadLocalMap#set 还是 ThreadLocalMap 的构造方法，都是存储原始变量，没有任何拷贝正本的操作。也就是说，想要通过 ThreadLocal 实现变量在线程间的隔离，就须要手动为每个线程创立本人的变量。
ThreadLocal#get 的实现
ThreadLocal#get 的源码也非常简单：
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();}
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后面的局部很容易了解，咱们看 map == null 时调用的 ThreadLocal#setInitialValue 办法：
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {map.set(this, value);
} else {createMap(t, value);
}
if (this instanceof TerminatingThreadLocal) {TerminatingThreadLocal.register((TerminatingThreadLocal<?>) this);
}
return value;}
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ThreadLocal#setInitialValue 办法简直和 ThreadLocal#set 一样，但变量是通过 ThreadLocal#initialValue 取得的。如果是通过 ThreadLocal#initialValue 增加变量，在第一次调用 ThreadLocal#get 时将变量存储到 ThreadLocalMap 中。
ThreadLocal 的原理
好了，到这里咱们曾经能够构建出对 ThreadLocal 比拟残缺的认知了。咱们先来看 ThreadLocal，ThreadLocalMap 和 Thread 三者之间的关系：
能够看到，ThreadLocal 是作为 ThreadLocalMap 中的 Key 的，而 ThreadLocalMap 又是 Thread 中的成员变量，属于每一个 Thread 实例对象。遗记 ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的外部类这层关系，整体构造就会十分清晰。
创立 ThreadLocal 对象并存储数据时，会为每个 Thread 对象创立 ThreadLocalMap 对象并存储数据，ThreadLocal 对象作为 Key。在每个 Thread 对象的生命周期内，都能够通过 ThreadLocal 对象拜访到存储的数据。
