一、背景
最近有人問我ThreadLocal是如何做到在每個執行緒中的值都是隔離的，此處寫篇文章來簡單記錄下。
二、ThreadLocal解決的問題
- 該資料屬於該執行緒
Thread自身，別的執行緒無法對其影響。(需要注意：需要呼叫ThreadLocal的remove方法) - 不存線上程安全問題。（因為
ThreadLocal型別的變數只有自身的執行緒可以訪問，所以這點是成立的。）
比如：
使用者登入成功後，需要將登入使用者資訊儲存起來，以方便在系統中的任何地方都可以使用到，那麼此時就可以使用ThreadLocal來實現。例如：Spring Security中的ThreadLocalSecurityContextHolderStrategy類。
三、如何建立一個ThreadLocal例項
private static final ThreadLocal<String> USER_NAME = new ThreadLocal<>();
ThreadLocal的例項推薦使用private static final來修飾。
四、ThreadLocal如何做到執行緒變數隔離
1、理解3個類
-
ThreadLocal: 此類提供了一個簡單的set,get,remove方法，用於設定，獲取或移除 繫結到執行緒本地變數中的值。 -
ThreadLocalMap: 這是在ThreadLocal中定義的一個類，可以簡單的將它理解成一個Map，不過它的key是WeakReference弱引用型別，這樣當這個值沒有在別的地方引用時，在發生垃圾回收時，這個map的key會被自動回收，不過它的值不會被自動回收。static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { Object value; Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { // key 弱引用 super(k); // 值強引用 value = v; } } -
Thread：這個是執行緒類，在這個類中存在一個threadLocals變數，具體的型別是ThreadLocal.ThreadLocalMap。
2、看下set方法是如何實現的
public void set(T value) {
// 獲取當前執行緒
Thread t = Thread.currentThread();
// 獲取繫結到這個執行緒自身的 ThreadLocalMap，這個ThreadLocalMap是從Thread類的`threadLocals`變數中獲取的
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// 向map中設定值，key為 ThreadLocal 物件的例項。
map.set(this, value);
} else {
// 如果map不存在，則建立出來。
createMap(t, value);
}
}
通過上方的程式碼，我們可知： 當我們向ThreadLocal中設定一個值，會經過如下幾個步驟：
- 獲取當前執行緒
Thread - 獲取當前執行緒的
ThreadLocalMap物件。 - 向
ThreadLocalMap中設定值，key為ThreadLocal物件，值為具體的值。
3、看看 get 方法如何實現
public T get() {
// 獲取當前執行緒
Thread t = Thread.currentThread();
// 獲取這個執行緒自身繫結的 ThreadLocalMap 物件
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// this是ThreadLocal物件，獲取Map中的Entry物件
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
// 獲取具體的值
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// 設定初始值
return setInitialValue();
}
從上方的get 和 set 方法可以得知，通過往ThreadLocal物件中設定值或獲取值，其實是最終操作到Thread物件中的threadLocals欄位中，而這個欄位是Thread自身的，因此做到了隔離。
五、ThreadLocalMap中的hash衝突是如何處理的
1、ThreadLocal物件的hash值是怎樣的
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
// 該 ThreadLocal 物件自身的hash code值
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
// 從0開始
private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();
// 每次遞增固定的值
private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
// hash code 值計算
private static int nextHashCode() {
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}
從上方的程式碼中可以，ThreadLocal類在例項化出來之後，它的hash code值(threadLocalHashCode)就是固定的，即使ThreadLocal呼叫了set方法，設定了別的值，它的hash code值也不會發生變化。
此欄位threadLocalHashCode為ThreadLocal物件的hash值，在ThreadLocalMap中需要用到這個hash值。
2、解決hash衝突
ThreadLocalMap解決hash衝突的辦法很簡單。就是通過線性探測法。如果發生了衝突，就去找陣列後面的可用位置。具體看上圖。演示的是A和B 2個ThreadLocal物件，然後發生了衝突，A和B存在的位置在那個地方。
六、ThreadLocal記憶體洩漏
ThreadLocal為什麼會存在記憶體洩漏呢？
這是因為ThreadLocalMap中的key是WeakReference型別，也就是弱引用型別，而弱引用型別的資料在沒有外部強引用型別的話，在發生gc的時候，會自動被回收掉。注意： 此時是key被回收了，但是value是沒有回收的。因此在ThreadLocalMap中的Entry[]中可能存在key是null，但是value是具體的值的物件，因此就發生了記憶體洩漏。
解決記憶體洩漏：
當我們使用完ThreadLocal物件後，需要在適當的時機呼叫ThreadLocal#remove()方法。 否則就只有等Thread自動退出才能清除，如果是使用了執行緒池，Thread會重用，清除的機會就更難。