深入理解java：2.4. 线程本地变量 java.lang.ThreadLocal类

ThreadLocal，很多人都叫它做线程本地变量，也有些地方叫做线程本地存储，其实意思差不多。

可能很多朋友都知道ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，那样每个线程可以访问自己内部的副本变量。

这句话从表面上看起来理解正确，但实际上这种理解是不太正确的。下面我们细细道来。

多线程并发执行时，需要数据共享，因此才有了volatile变量解决 多线程间的数据可见性，

也有了锁的同步机制，使变量或代码块在某一时该，只能被一个线程访问，确保共享数据的正确性。（Synchronized用于线程间的数据共享的）

多线程并发执行时，并不是所有数据都需要共享的，这些不需要共享的数据，让每个线程去维护就OK了，ThreadLocal就是用于线程间的数据隔离的。

深入解析ThreadLocal类：

先我们来看一下ThreadLocal类是如何为每个线程创建一个变量的副本的。

　　先看下get方法的实现：

　　

第一句是取得当前线程，然后通过getMap(t)方法获取到一个map，map的类型为ThreadLocalMap。

然后接着下面获取到Entry键值对，注意这里获取Entry时参数传进去的是  this，即ThreadLocal实例，而不是当前线程t。如果获取成功，则返回value值。　

如果map为空，则调用setInitialValue方法返回value。

接着看一下getMap方法中做了什么：

　　

在getMap中，是调用当期线程t，返回当前线程t中的一个成员变量threadLocals，类型为ThreadLocalMap。

这里意味着每一个线程都自带一个ThreadLocalMap成员变量。

继续取看ThreadLocalMap的实现：

　

可以看到ThreadLocalMap的Entry继承了WeakReference，并且使用ThreadLocal作为键值。

也就是说WeakReference封装了ThreadLocal，并作为了ThreadLocalMap的Entry的Key。

总结一下，在每个线程Thread内部有一个ThreadLocalMap类型的成员变量threadLocals，

这个ThreadLocalMap成员变量的Entry的Key为，当前ThreadLocal变量的WeakReference封装，value为变量。

为何ThreadLocalMap的键值为ThreadLocal对象？ 因为每个线程中可能需要有多个threadLocal变量，也就是ThreadLocalMap里面可能会有多个Entry。

在每个线程内部 第一次调用ThreadLocal.get方法时，都会返回Null。因为默认情况下，initialValue方法返回的是null。

null 赋给（强转） 基本数据类型时会抛的空指针，null赋给 引用类型没问题。

可以在ThreadLocal的构造函数重写initialValue()方法。如下

ThreadLocal<Long> longLocal = new ThreadLocal<Long>(){

        protected Long initialValue() {

            return Thread.currentThread().getId();

        };

    };

或者在调用ThreadLocal.get方法之前，需要先执行set()，以保证threadlocals中有值。

或者value为引用类型变量，null赋给 引用类型没问题。，如下，hibernate中典型的ThreadLocal的应用：

private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();

public static Session getSession() throws InfrastructureException {
    Session s = (Session) threadSession.get();
    try {
        if (s == null) {
            s = getSessionFactory().openSession();  //分发一个实例 的内存地址，一般就是new一个实例了
            threadSession.set(s);
        }
    } catch (HibernateException ex) {
        throw new InfrastructureException(ex);
    }
    return s;
}

开篇说ThreadLocal创建副本 的说法是不太正确的。为什么？

从上面这个hibernate的例子来看，这是一个使用ThreadLocal解决数据库连接的单例 在多线程中同时操作查询和关闭的情况。

首先这里面不是创建副本，而是分发新的内存地址（即，新的数据库连接的单例的内存地址），以当前ThreadLocal为key，value指向传入新的数据库连接的单例的内存地址。

从而达到单个线程获取数据连接的线程安全而已，也就是每个线程都有一个独立的数据库连接的单例。

假设相反情况，一个数据库连接单例 如果在2个线程中被同时引用，2线程分别同一时间操作读取和close，肯定会出现冲突。

所以需要减少每次new的开销还是得使用数据库连接池。

ThreadLocal的内存泄露问题：

当使用线程池来复用线程时，一个线程使用完后并不会销毁线程，那么 分发的那个实例会一直绑定在这个线程上。

由于WeakReference封装了ThreadLocal，并作为了ThreadLocalMap的Entry的Key。如果在某些时候ThreadLocal对象被赋Null的话，弱引用会被GC收集，这样就会导致Entry的Value对象找不到，

线程被复用后如果有调用ThreadLocal.get/set方法的话，方法里面会去做遍历清除  以[ThreadLocal=Null ]为Key的Entry； 但如果一直没调用ThreadLocal.get/set方法的话就会导致内存泄漏了。

所以一般线程用完ThreadLocal后，要调用threadLocal.remove(); 如下

public static void close() {
        // 获取当前线程内共享的Connection
        Connection conn = threadLocal.get();
        try {
            // 判断是否已经关闭
            if(conn != null && !conn.isClosed()) {
                // 关闭资源
                conn.close();
                // 移除Connection
                threadLocal.remove();
                conn = null;
            }
        } catch (SQLException e) {
            // 异常处理
        }
    }