一、ThreadLocal基礎知識

　 ThreadLocal是(shi)線程的一個(ge)本地化對(dui)象，或者說是(shi)局(ju)部變量。當工(gong)作于多(duo)線程(cheng)(cheng)中的(de)對象使用ThreadLocal維(wei)護變(bian)量時(shi)，ThreadLocal為每(mei)個(ge)使用該(gai)變(bian)量的(de)線程(cheng)(cheng)分配一(yi)個(ge)獨(du)立(li)的(de)變(bian)量副本。所以(yi)每(mei)一(yi)個(ge)線程(cheng)(cheng)都可以(yi)獨(du)立(li)地改變(bian)自己的(de)副本，而不會影(ying)響其他線程(cheng)(cheng)所對應的(de)副本。

　　ThreadLocal不是用來解決對象(xiang)共享訪問問題的(de)，而主要是提供了線程(cheng)保持對象(xiang)的(de)方(fang)法和(he)避免(mian)參數傳遞的(de)方(fang)便(bian)的(de)對象(xiang)訪問方(fang)式(shi) 

　　ThreadLocal的應(ying)用(yong)場合，最適合的是按線程(cheng)多實(shi)例（每個(ge)(ge)線程(cheng)對應(ying)一個(ge)(ge)實(shi)例）的對象的訪(fang)問，并且這(zhe)個(ge)(ge)對象很多地(di)方(fang)都要(yao)用(yong)到。

   概括起來(lai)說，對于(yu)多線(xian)程資源共享的問題，同(tong)(tong)步機制(zhi)synchronized采(cai)(cai)用(yong)了“以時(shi)(shi)間換空間”的方(fang)式，比(bi)如(ru)定義一(yi)個(ge)static變(bian)量，同(tong)(tong)步訪(fang)問，而ThreadLocal采(cai)(cai)用(yong)了“以空間換時(shi)(shi)間”的方(fang)式。前者僅提(ti)供(gong)(gong)一(yi)份(fen)變(bian)量，讓不(bu)同(tong)(tong)的線(xian)程排隊訪(fang)問，而后(hou)者為(wei)每一(yi)個(ge)線(xian)程都提(ti)供(gong)(gong)了一(yi)份(fen)變(bian)量，因(yin)此可以同(tong)(tong)時(shi)(shi)訪(fang)問而互(hu)不(bu)影響

歸納了兩點： 
    1。每個線程中都有一個自己的ThreadLocalMap類對象，可以將線程自己的對象保持到其中，各管各的，線程可以正確的訪問到自己的對象。 
    2。將一個共用的ThreadLocal靜態實例作為key，將不同對象的引用保存到不同線程的ThreadLocalMap中，然后在線程執行的各處通過這個靜態ThreadLocal實例的get()方法取得自己線程保存的那個對象，避免了將這個對象作為參數傳遞的麻煩。 

    ThreadLocal的(de)(de)應用場合(he)，我覺得最適(shi)合(he)的(de)(de)是按線(xian)程(cheng)多實例（每個(ge)線(xian)程(cheng)對應一個(ge)實例）的(de)(de)對象(xiang)(xiang)的(de)(de)訪問，并(bing)且這個(ge)對象(xiang)(xiang)很多地方(fang)都要用到。

   很多(duo)人(ren)對ThreadLocal存在一定的誤解，說ThreadLocal中有(you)一個全(quan)局的Map，set時執行(xing)map.put(Thread.currentThread(), value)，get和remove時也(ye)同理

首先看一下ThreadLocal的API：

• get()：返回此線程局部變量的當前線程副本中的值。
• protected T initialValue()： 返回此線程局部變量的當前線程的“初始值”。
• void remove()： 移除此線程局部變量當前線程的值。
• void set(T value)： 將此線程局部變量的當前線程副本中的值設置為指定值。 

　　 set方(fang)法：

/** 
 * Sets the current thread's copy of this thread-local variable 
 * to the specified value.  Most subclasses will have no need to 
 * override this method, relying solely on the {@link #initialValue} 
 * method to set the values of thread-locals. 
 * 
 * @param value the value to be stored in the current thread's copy of 
 *        this thread-local. 
 */  
public void set(T value) {  
    // 獲(huo)取當(dang)前線(xian)程對象  
    Thread t = Thread.currentThread();  
    // 獲取當(dang)前線程本地變量Map  
    ThreadLocalMap map = getMap(t);  
    // map不為空  
    if (map != null)  
        // 存值  
        map.set(this, value);  
    else  
        // 創建一個當(dang)前(qian)線程本地變量Map  
        createMap(t, value);  
}  
  
/** 
 * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in 
 * InheritableThreadLocal. 
 * 
 * @param  t the current thread 
 * @return the map 
 */  
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {  
    // 獲(huo)取當前線程的本(ben)地變量Map  
    return t.threadLocals;  
} 

 這(zhe)(zhe)(zhe)里(li)注意，ThreadLocal中(zhong)是(shi)(shi)有一(yi)個Map，但(dan)這(zhe)(zhe)(zhe)個Map不(bu)是(shi)(shi)我們平(ping)時使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)Map，而是(shi)(shi)ThreadLocalMap，ThreadLocalMap是(shi)(shi)ThreadLocal的(de)(de)(de)(de)一(yi)個內(nei)部類，不(bu)對(dui)外使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)。當使(shi)用(yong)ThreadLocal存(cun)值時，首先是(shi)(shi)獲取到(dao)當前(qian)線(xian)(xian)程(cheng)對(dui)象(xiang)，然后獲取到(dao)當前(qian)線(xian)(xian)程(cheng)本地(di)變(bian)量(liang)Map，最后將當前(qian)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)ThreadLocal和傳入的(de)(de)(de)(de)值放(fang)到(dao)Map中(zhong)，也就是(shi)(shi)說ThreadLocalMap中(zhong)存(cun)的(de)(de)(de)(de)值是(shi)(shi)[ThreadLocal對(dui)象(xiang), 存(cun)放(fang)的(de)(de)(de)(de)值]，這(zhe)(zhe)(zhe)樣做的(de)(de)(de)(de)好處(chu)是(shi)(shi)，每(mei)個線(xian)(xian)程(cheng)都(dou)對(dui)應一(yi)個本地(di)變(bian)量(liang)的(de)(de)(de)(de)Map，所以一(yi)個線(xian)(xian)程(cheng)可(ke)以存(cun)在多個線(xian)(xian)程(cheng)本地(di)變(bian)量(liang)。

　　get方(fang)法：

/** 
 * Returns the value in the current thread's copy of this 
 * thread-local variable.  If the variable has no value for the 
 * current thread, it is first initialized to the value returned 
 * by an invocation of the {@link #initialValue} method. 
 * 
 * @return the current thread's value of this thread-local 
 */  
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;  
    }  
    // 如果值為(wei)空，則返(fan)回初始值  
    return setInitialValue();  
}  

看了之前set方法的分析，get方法也同理，需要說明的是，如(ru)果(guo)沒有進行過set操(cao)作，那從(cong)ThreadLocalMap中拿到(dao)的(de)值就是null。

 四、使用場景

　　ThreadLocal對象通常用于防止對(dui)可變的單實例變量或全局變量進行共享(xiang)。

　　當一個(ge)類中(zhong)使用了(le)static成(cheng)(cheng)員(yuan)變量(liang)的(de)時(shi)候，一定要(yao)(yao)多問問自己，這個(ge)static成(cheng)(cheng)員(yuan)變量(liang)需要(yao)(yao)考(kao)(kao)慮線程(cheng)安全(quan)嗎？也就(jiu)是說，多個(ge)線程(cheng)需要(yao)(yao)獨(du)享自己的(de)static成(cheng)(cheng)員(yuan)變量(liang)嗎？如果需要(yao)(yao)考(kao)(kao)慮，不妨使用ThreadLocal。

　　ThreadLocal的(de)(de)主要應用(yong)(yong)場景(jing)為(wei)多線程(cheng)多實(shi)例（每個(ge)(ge)(ge)線程(cheng)對應一(yi)個(ge)(ge)(ge)實(shi)例）的(de)(de)對象(xiang)的(de)(de)訪(fang)問，并(bing)且(qie)這個(ge)(ge)(ge)對象(xiang)很多地方都要用(yong)(yong)到。例如(ru)：同(tong)一(yi)個(ge)(ge)(ge)網(wang)站登錄用(yong)(yong)戶(hu)，每個(ge)(ge)(ge)用(yong)(yong)戶(hu)服(fu)務器會(hui)為(wei)其開一(yi)個(ge)(ge)(ge)線程(cheng)，每個(ge)(ge)(ge)線程(cheng)中創建一(yi)個(ge)(ge)(ge)ThreadLocal，里(li)面存用(yong)(yong)戶(hu)基本信息等，在很多頁面跳轉時，會(hui)顯示用(yong)(yong)戶(hu)信息或者(zhe)得(de)到用(yong)(yong)戶(hu)的(de)(de)一(yi)些信息等頻繁(fan)操作，這樣多線程(cheng)之間并(bing)沒有聯系而(er)且(qie)當前線程(cheng)也可以及(ji)時獲取(qu)想要的(de)(de)數據。

五、注意事項

　　ThreadLocalMap使用ThreadLocal的弱引用作為key，如果一個ThreadLocal沒有外部強引用來引用它，那么系統 GC 的時候，這個ThreadLocal勢必會被回收，這樣一來，ThreadLocalMap中就會出現key為null的Entry，就沒有辦法訪問這些key為null的Entry的value，如果當前線程再遲遲不結束的話，這些key為null的Entry的value就會一直存在一條強引用鏈：Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value永遠無法回收，造成內存泄漏。

其實，ThreadLocalMap的設計中已經考慮到這種情況，也加上了一些防護措施：在ThreadLocal的get(),set(),remove()的時候都會清除線程ThreadLocalMap里所有key為null的value。

但(dan)是這(zhe)些被動的預(yu)防措施并不能(neng)保證不會內(nei)存泄(xie)漏：

• 使用static的ThreadLocal，延長了ThreadLocal的生命周期，可能導致的內存泄漏（參考）。
• 分配使用了ThreadLocal又不再調用get(),set(),remove()方法，那么就會導致內存泄漏。

為什么使用(yong)弱引用(yong)

從表面上看內存泄漏的根源在于使用了弱引用。網上的文章大多著重分析ThreadLocal使用了弱引用會導致內存泄漏，但是另一個問題也同樣值得思考：為什么使用弱引用而不是強引用？

我們先來看(kan)看(kan)官(guan)方文檔的說法：

To help deal with very large and long-lived usages, the hash table entries use WeakReferences for keys.
為了應對非常大和長時間的用(yong)途(tu)，哈希表使用(yong)弱引用(yong)的 key。

下面我們分兩(liang)種情況討論(lun)：

• key 使用強引用：引用的ThreadLocal的對象被回收了，但是ThreadLocalMap還持有ThreadLocal的強引用，如果沒有手動刪除，ThreadLocal不會被回收，導致Entry內存泄漏。
• key 使用弱引用：引用的ThreadLocal的對象被回收了，由于ThreadLocalMap持有ThreadLocal的弱引用，即使沒有手動刪除，ThreadLocal也會被回收。value在下一次ThreadLocalMap調用set,get，remove的時候會被清除。

比較兩種情況，我們可以發現：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長，如果都沒有手動刪除對應key，都會導致內存泄漏，但是使用弱引用可以多一層保障：弱引用ThreadLocal不會內存泄漏，對應的value在下一次ThreadLocalMap調用set,get,remove的時候會被清除。

因此，ThreadLocal內存泄漏的根源是：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長，如果沒有手動刪除對應key就會導致內存泄漏，而不是因為弱引用。

綜合上面的分析，我們可以理解ThreadLocal內存泄漏的前因后果，那么怎么避免內存泄漏呢？　

在使用線程池的情況下，沒有及時清理ThreadLocal，不僅是內存泄漏的問題，更嚴重的是可能導致業務邏輯出現問題。所以，使用ThreadLocal就跟加鎖完要解鎖一樣，用完就清理。

參考資料(liao)：

    ThreadLocal