一、背景

最近有人问我ThreadLocal是如何做到在每个线程中的值都是隔离的，此处写篇文章来简略记录下。

二、ThreadLocal解决的问题

  1. 该数据属于该线程Thread本身，别的线程无奈对其影响。(须要留神：须要调用ThreadLocal的remove办法)
  2. 不存在线程平安问题。（因为ThreadLocal类型的变量只有本身的线程能够拜访，所以这点是成立的。）

比方：

用户登录胜利后，须要将登录用户信息保存起来，以不便在零碎中的任何中央都能够应用到，那么此时就能够应用ThreadLocal来实现。例如：Spring Security中的ThreadLocalSecurityContextHolderStrategy类。

三、如何创立一个ThreadLocal实例

private static final ThreadLocal<String> USER_NAME = new ThreadLocal<>();

ThreadLocal的实例举荐应用private static final来润饰。

四、ThreadLocal如何做到线程变量隔离

1、了解3个类

  1. ThreadLocal: 此类提供了一个简略的set,get,remove办法，用于设置，获取或移除 绑定到线程本地变量中的值。

  2. ThreadLocalMap: 这是在ThreadLocal中定义的一个类，能够简略的将它了解成一个Map，不过它的key是WeakReference弱援用类型，这样当这个值没有在别的中央援用时，在产生垃圾回收时，这个map的key会被主动回收，不过它的值不会被主动回收。

    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {    Object value;    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {        // key 弱援用        super(k);        // 值强援用        value = v;    }}
  3. Thread：这个是线程类，在这个类中存在一个threadLocals变量，具体的类型是ThreadLocal.ThreadLocalMap。

2、看下set办法是如何实现的

public void set(T value) {    // 获取以后线程    Thread t = Thread.currentThread();    // 获取绑定到这个线程本身的 ThreadLocalMap，这个ThreadLocalMap是从Thread类的`threadLocals`变量中获取的    ThreadLocalMap map = getMap(t);    if (map != null) {        // 向map中设置值，key为 ThreadLocal 对象的实例。        map.set(this, value);    } else {        // 如果map不存在，则创立进去。        createMap(t, value);    }}

通过上方的代码，咱们可知： 当咱们向ThreadLocal中设置一个值，会通过如下几个步骤：

  1. 获取以后线程Thread
  2. 获取以后线程的 ThreadLocalMap 对象。
  3. 向ThreadLocalMap中设置值，key为ThreadLocal对象，值为具体的值。

3、看看 get 办法如何实现

public T get() {    // 获取以后线程    Thread t = Thread.currentThread();    // 获取这个线程本身绑定的 ThreadLocalMap 对象    ThreadLocalMap map = getMap(t);    if (map != null) {        // this是ThreadLocal对象，获取Map中的Entry对象        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);        if (e != null) {            @SuppressWarnings("unchecked")            // 获取具体的值            T result = (T)e.value;            return result;        }    }    // 设置初始值    return setInitialValue();}
从上方的get 和 set 办法能够得悉，通过往ThreadLocal对象中设置值或获取值，其实是最终操作到Thread对象中的threadLocals字段中，而这个字段是Thread本身的，因而做到了隔离。

五、ThreadLocalMap中的hash抵触是如何解决的

1、ThreadLocal对象的hash值是怎么的

private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();    // 该 ThreadLocal 对象本身的hash code值    private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();    // 从0开始    private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();    // 每次递增固定的值    private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;    // hash code 值计算    private static int nextHashCode() {        return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);    }

从上方的代码中能够，ThreadLocal类在实例化进去之后，它的hash code值(threadLocalHashCode)就是固定的，即便ThreadLocal调用了set办法，设置了别的值，它的hash code值也不会发生变化。

此字段threadLocalHashCode为ThreadLocal对象的hash值，在ThreadLocalMap中须要用到这个hash值。

2、解决hash抵触

ThreadLocalMap解决hash抵触的方法很简略。就是通过线性探测法。如果产生了抵触，就去找数组前面的可用地位。具体看上图。演示的是A和B 2个ThreadLocal对象，而后产生了抵触，A和B存在的地位在那个中央。

六、ThreadLocal内存透露

ThreadLocal为什么会存在内存透露呢？

这是因为ThreadLocalMap中的key是WeakReference类型，也就是弱援用类型，而弱援用类型的数据在没有内部强援用类型的话，在产生gc的时候，会主动被回收掉。留神： 此时是key被回收了，然而value是没有回收的。因而在ThreadLocalMap中的Entry[]中可能存在key是null，然而value是具体的值的对象，因而就产生了内存透露。

解决内存透露：

当咱们应用完ThreadLocal对象后，须要在适当的机会调用ThreadLocal#remove()办法。 否则就只有等Thread主动退出能力革除，如果是应用了线程池，Thread会重用，革除的机会就更难。