一、ThreadLocal类定义
ThreadLocal，意指线程局部变量，它可以为每一个线程提供一个实例变量的副本，每个线程独立访问和更改自己的副本，从而保证线程之间不会发生变量冲突，是一种通过将共享变量进行线程隔离而实现线程安全的方式。主要方法有以下三个：
T get()：返回此线程局部变量中当前线程副本中的值。
void remove（）：删除此线程局部变量中当前线程的值。
void set（T value）：设置此线程局部变量中当前线程副本中的值。
我们可以通过一个简单的实验，来验证ThreadLocal如何保证线程安全：
public class ThreadLocalTest implements Runnable { //重写ThreadLocal类的初始化方法 private ThreadLocal<Integer> i = new ThreadLocal<Integer>(){ public Integer initialValue(){ return 0; } }; public static void main(String[] args){ ThreadLocalTest threadLocalTest = new ThreadLocalTest(); new Thread(threadLocalTest,"st-0").start(); new Thread(threadLocalTest,"st-1").start(); new Thread(threadLocalTest,"st-2").start(); } @Override public void run() { for (;i.get()<100;){ i.set(i.get() + 1); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i.get()); } }}运行以上代码，截取部分实验结果，可以看到每个线程都是从1开始计数，每个线程更改后的变量副本并不会影响到其他线程。
st-0: 1st-1: 1st-0: 2st-1: 2st-2: 1st-0: 3st-2: 2st-1: 3二、ThreadLocal类的实现原理
我们可以从java.lang.ThreadLocal类的源码出发，来了解ThreadLocal类的实现原理。
1、ThreadLocal提供了一个ThreadLocalMap类，类的定义如下，不同的ThreadLocal变量在ThreadLocalMap中拥有自己独立的一个键值对，key值为ThreadLocal实例。
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); }2、ThreadLocal定义了ThreadLocalMap，但是ThreadLocalMap的引用变量保存在Thread实例中，与每个线程共存亡，一个ThreadLocalMap可以存放多个ThreadLocal变量。
public class Thread implements Runnable { /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained * by the ThreadLocal class. */ ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;}3、再来看get和set方法，可以看到，每个线程拥有自己的ThreadLocalMap，Map中保存自己的ThreadLocal变量，并只对自己的ThreadLocal变量做读和写操作。
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();}public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value);}三、线程池模式下ThreadLocal的表现
每个线程占用的资源在运行结束后均会被JVM回收，但是在线程池模式下，线程结束后并不会立即死亡，而是归还到线程池成为空闲线程，等待下一次调用。如果在线程池模式下使用ThreadLocal，由于线程结束后，ThreadLocalMap变量并没有被回收，所以线程池在下次处理同个ThreadLocal变量时，有可能会有冲突。
1、不使用线程池时，ThreadLocal的表现：
public class ThreadLocalTest2 implements Runnable { //重写ThreadLocal类的初始化方法 private ThreadLocal<Integer> i = new ThreadLocal<Integer>(){ public Integer initialValue(){ return 0; } }; public static void main(String[] args){ ThreadLocalTest2 threadLocalTest = new ThreadLocalTest2(); Thread t1 = new Thread(threadLocalTest,"st-1"); Thread t2 = new Thread(threadLocalTest,"st-2"); t1.start(); while (t1.isAlive()); if (!t1.isAlive()) { System.out.println("t1 is dead"); t2.start(); } } @Override public void run() { for (;i.get()<100;){ i.set(i.get() + 1); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i.get()); } i.set(50); }}运行结果：
st-1: 96st-1: 97st-1: 98st-1: 99st-1: 100t1 is deadst-2: 1st-2: 2st-2: 3st-2: 4t2线程在t1线程结束后开始启动，可以发现，i变量仍从0开始，t1线程的运行不会对t2线程造成影响。
2、使用线程池时，ThreadLocal的表现：
public class ThreadPoolTest implements Runnable{ //重写ThreadLocal类的初始化方法 private ThreadLocal<Integer> i = new ThreadLocal<Integer>(){ public Integer initialValue(){ return 0; } }; public static void main(String[] args) throws Exception{ ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(1); ThreadPoolTest threadPoolTest = new ThreadPoolTest(); Thread t1 = new Thread(threadPoolTest,"st-1"); Thread t2 = new Thread(threadPoolTest,"st-2"); Future<Integer> result = pool.submit(t1,1); if (result.get() == 1){ System.out.println("t1 runs off"); pool.submit(t2); } } @Override public void run() { for (;i.get()<100;){ i.set(i.get() + 1); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i.get()); } i.set(50); }}运行结果：
pool-1-thread-1: 96pool-1-thread-1: 97pool-1-thread-1: 98pool-1-thread-1: 99pool-1-thread-1: 100t1 runs offpool-1-thread-1: 51pool-1-thread-1: 52pool-1-thread-1: 53pool-1-thread-1: 54我们发现，t1线程运行结束之后，t2线程的i变量从50开始，也就是说t1线程对ThreadLocal变量的更改，影响到了t2线程的读取。此时ThreadLocal并不能保证数据的隔离性和安全性，所以在线程池模式下，需慎重考虑用ThreadLocal实现线程安全的方式，可以在每次线程结束后，调用remove方法将key释放。
四、总结
ThreadLocal可以有效隔离多个线程访问共享变量的冲突，但不适用于多个线程通过共享数据进行通信的场景。在线程池模式下，ThreadLocal不仅会造成数据的冲突，而且有可能在线程池长时间运行时，ThreadLocal变量长期存活在内存中，导致大量的内存消耗，故需慎重考虑两者并存的场景。