ThreadLocal作为解决特定场景下并发的一种方案，在Spring等框架及面试中经常会被问到，它是Java必须要掌握的基础知识之一。
ThreadLocal类的作用是抽象线程内变量的抽象，这类对象只在线程生命周期内起作用，不会被其它线程访问修改，它可以减少线程内多个函数或组件之间传递信息的复杂度，并且这类变量不存在多线程并发访问问题从而时间性能更好。
一、ThreadLocal的实现原理
首先在线程抽象类Thread中有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的threadLocals引用，它指向的ThreadLocalMap类中有一个Entry[]数组，其中每个Entry对象key为ThreadLocal的实例对象，value值为ThreadLocal对象设置的值。其主要源码如下：
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
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();
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
ThreadLocal变量是在代码中定义，在代码执行时线程对象拿到自己ThreadLocalMap类型的成员变量的值（可看做一个Map），然后将ThreadLocal对象做为Key和ThreadLocal对象设置的对象值作为value组成的Entry对象加入进来。
由于ThreadLocal对象作为可以，所以必须要区分每个ThreadLocal的实例对象，为此ThreadLocal类定义中定义了如下成员：
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode(); private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger(); private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647; private static int nextHashCode() { return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT); }
通过final int型的threadLocalHashCode成员区分不同的ThreadLocal对象，它在构造时通过nextHashCode()函数复制，而nextHashCode()又通过原子变量自增某个固定值来保证线程安全。
注意ThreadLocalMap并没有实现Map接口，它内部是一个Entry数组，里面每个Entry对象保存一个key-value键值对，key是ThreadLocal对象，value是ThreadLocal对象set方法设置的对象值。即通过ThreadLocal的set方法把ThreadLocal对象自己当做key，参数值当做value，放进了ThreadLocalMap中。ThreadLocalMap的Entry与HashMap的Entry相比没有next字段，因此不存在链表的情况，出现hash冲突时就将元素放到数组中下一个位置，其插入一个key-value的实现如下：
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == key) { e.value = value; return; } if (k == null) { replaceStaleEntry(key, value, i); return; } } tab[i] = new Entry(key, value); int sz = ++size; if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) rehash(); }
二、ThreadLocal可能引起的内存泄漏
ThreadLocal对象间的引用关系图如下，虚线表示弱引用，如果ThreadLocal对象没有外部强引用指向它，在系统gc时就会被回收，此时ThreadLocalMap中就会出现key为null的Entry，而程序中也无法访问这些key为null的Entry，但如果当前线程不结束的话（尤其是在线程池线程复用一直不结束的场景下），这个key为null的Entry的value就会一直存在一个从GcRoots过来的强引用链：Thread Ref——》Thread——》ThreadLocalMap——》Entry——》value，无法被内存回收，因此造成内存泄漏，即在threadLocal设为null和线程结束前这段时间内Entry不会被回收，造成了内存泄漏。
解决方法，ThreadLocal对象在使用完后调用remove方法删除它。
JDK也建议将ThreadLocal变量定义为private static的，这样ThreadLocal对象的生命周期就长（一直存在ThreadLocal对象的强引用，所以它不会被回收），从而能保证任何时候都能根据ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值，在用完后调用remove方法删除它。
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