ThreadLocal用法详解和原理
一、用法
ThreadLocal用于保存某个线程共享变量：对于同一个static ThreadLocal，不同线程只能从中get，set，remove自己的变量，而不会影响其他线程的变量。
1、ThreadLocal.get: 获取ThreadLocal中当前线程共享变量的值。
2、ThreadLocal.set: 设置ThreadLocal中当前线程共享变量的值。
3、ThreadLocal.remove: 移除ThreadLocal中当前线程共享变量的值。
4、ThreadLocal.initialValue: ThreadLocal没有被当前线程赋值时或当前线程刚调用remove方法后调用get方法，返回此方法值。
package com.coshaho.reflect;
/**
* ThreadLocal用法
* @author coshaho
*
*/
public class MyThreadLocal
{
private static final ThreadLocal<Object> threadLocal = new ThreadLocal<Object>(){
/**
* ThreadLocal没有被当前线程赋值时或当前线程刚调用remove方法后调用get方法，返回此方法值
*/
@Override
protected Object initialValue()
{
System.out.println("调用get方法时，当前线程共享变量没有设置，调用initialValue获取默认值！");
return null;
}
};
public static void main(String[] args)
{
new Thread(new MyIntegerTask("IntegerTask1")).start();
new Thread(new MyStringTask("StringTask1")).start();
new Thread(new MyIntegerTask("IntegerTask2")).start();
new Thread(new MyStringTask("StringTask2")).start();
}
public static class MyIntegerTask implements Runnable
{
private String name;
MyIntegerTask(String name)
{
this.name = name;
}
@Override
public void run()
{
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
// ThreadLocal.get方法获取线程变量
if(null == MyThreadLocal.threadLocal.get())
{
// ThreadLocal.et方法设置线程变量
MyThreadLocal.threadLocal.set(0);
System.out.println("线程" + name + ": 0");
}
else
{
int num = (Integer)MyThreadLocal.threadLocal.get();
MyThreadLocal.threadLocal.set(num + 1);
System.out.println("线程" + name + ": " + MyThreadLocal.threadLocal.get());
if(i == 3)
{
MyThreadLocal.threadLocal.remove();
}
}
try
{
Thread.sleep(1000);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static class MyStringTask implements Runnable
{
private String name;
MyStringTask(String name)
{
this.name = name;
}
@Override
public void run()
{
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
if(null == MyThreadLocal.threadLocal.get())
{
MyThreadLocal.threadLocal.set("a");
System.out.println("线程" + name + ": a");
}
else
{
String str = (String)MyThreadLocal.threadLocal.get();
MyThreadLocal.threadLocal.set(str + "a");
System.out.println("线程" + name + ": " + MyThreadLocal.threadLocal.get());
}
try
{
Thread.sleep(800);
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
运行结果如下：
调用get方法时，当前线程共享变量没有设置，调用initialValue获取默认值！ 线程IntegerTask1: 0 调用get方法时，当前线程共享变量没有设置，调用initialValue获取默认值！ 线程IntegerTask2: 0 调用get方法时，当前线程共享变量没有设置，调用initialValue获取默认值！ 调用get方法时，当前线程共享变量没有设置，调用initialValue获取默认值！ 线程StringTask1: a 线程StringTask2: a 线程StringTask1: aa 线程StringTask2: aa 线程IntegerTask1: 1 线程IntegerTask2: 1 线程StringTask1: aaa 线程StringTask2: aaa 线程IntegerTask2: 2 线程IntegerTask1: 2 线程StringTask2: aaaa 线程StringTask1: aaaa 线程IntegerTask2: 3 线程IntegerTask1: 3 线程StringTask1: aaaaa 线程StringTask2: aaaaa 调用get方法时，当前线程共享变量没有设置，调用initialValue获取默认值！ 线程IntegerTask2: 0 调用get方法时，当前线程共享变量没有设置，调用initialValue获取默认值！ 线程IntegerTask1: 0
二、原理
线程共享变量缓存如下：
Thread.ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>;
1、Thread: 当前线程，可以通过Thread.currentThread()获取。
2、ThreadLocal：我们的static ThreadLocal变量。
3、Object: 当前线程共享变量。
我们调用ThreadLocal.get方法时，实际上是从当前线程中获取ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>，然后根据当前ThreadLocal获取当前线程共享变量Object。
ThreadLocal.set，ThreadLocal.remove实际上是同样的道理。
这种存储结构的好处：
1、线程死去的时候，线程共享变量ThreadLocalMap则销毁。
2、ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>键值对数量为ThreadLocal的数量，一般来说ThreadLocal数量很少，相比在ThreadLocal中用Map<Thread, Object>键值对存储线程共享变量（Thread数量一般来说比ThreadLocal数量多），性能提高很多。
关于ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>弱引用问题：
当线程没有结束，但是ThreadLocal已经被回收，则可能导致线程中存在ThreadLocalMap<null, Object>的键值对，造成内存泄露。（ThreadLocal被回收，ThreadLocal关联的线程共享变量还存在）。
虽然ThreadLocal的get，set方法可以清除ThreadLocalMap中key为null的value，但是get，set方法在内存泄露后并不会必然调用，所以为了防止此类情况的出现，我们有两种手段。
1、使用完线程共享变量后，显示调用ThreadLocalMap.remove方法清除线程共享变量；
2、JDK建议ThreadLocal定义为private static，这样ThreadLocal的弱引用问题则不存在了。
源码分析参考：
http://qifuguang.me/2015/09/02/[Java%E5%B9%B6%E5%8F%91%E5%8C%85%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E4%B8%83]%E8%A7%A3%E5%AF%86ThreadLocal/
