ThreadLocal

ThreadLocal 简介

通常情况下，我们创建的变量是可以被任何一个线程访问并修改的。如果想实现每一个线程都有自己的专属本地变量该如何解决呢？JDK 中提供的ThreadLocal类正是为了解决这样的问题。ThreadLocal 类主要解决的就是让每个线程绑定自己的值，可以将 ThreadLocal 类形象的比喻成存放数据的盒子，盒子中可以存储每个线程的私有数据。
如果你创建了一个 ThreadLocal 变量，那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的本地副本，这也是ThreadLocal 变量名的由来。他们可以使用 get() 和 set() 方法来获取默认值或将其值更改为当前线程所存的副本的值，从而避免了线程安全问题。

再举个简单的例子：
比如有两个人去宝屋收集宝物，这两个共用一个袋子的话肯定会产生争执，但是给他们两个人每个人分配一个袋子的话就不会出现这样的问题。如果把这两个人比作线程的话，那么 ThreadLocal 就是用来避免这两个线程竞争的。

ThreadLocal 原理

Thread 类中有一个 threadLocals和 一个 inheritableThreadLocals变量，它们都是 ThreadLocalMap类型的变量,我们可以把 ThreadLocalMap理解为 ThreadLocal类实现的定制化的 HashMap。默认情况下这两个变量都是 null，只有当前线程调用 ThreadLocal类的 set或 get方法时才创建它们，实际上调用这两个方法的时候，我们调用的是ThreadLocalMap类对应的 get()、set()方法。

通过上面这些内容，我们足以通过猜测得出结论：最终的变量是放在了当前线程的 ThreadLocalMap中，并不是存在 ThreadLocal上，ThreadLocal可以理解为只是 ThreadLocalMap的封装，传递了变量值。ThrealLocal 类中可以通过 Thread.currentThread()获取到当前线程对象后，直接通过 getMap(Thread t)可以访问到该线程的 ThreadLocalMap对象。

每个 Thread中都具备一个 ThreadLocalMap，而 ThreadLocalMap可以存储以 ThreadLocal为 key ，Object 对象为 value 的键值对。

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
……
}

比如我们在同一个线程中声明了两个 ThreadLocal对象的话，会使用 Thread内部都是使用仅有那个ThreadLocalMap存放数据的，ThreadLocalMap的 key 就是 ThreadLocal对象，value 就是T hreadLocal对象调用set方法设置的值。

ThreadLocal 内存泄露问题

ThreadLocalMap中使用的 key 为ThreadLocal的弱引用,而 value 是强引用。所以，如果ThreadLocal没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候，key 会被清理掉，而 value 不会被清理掉。这样一来，ThreadLocalMap中就会出现 key 为 null 的 Entry。假如我们不做任何措施的话，value 永远无法被 GC 回收，这个时候就可能会产生内存泄露。ThreadLocalMap 实现中已经考虑了这种情况，在调用set()、get()、remove()方法的时候，会清理掉 key 为 null 的记录。使用完ThreadLocal方法后 最好手动调用remove()方法

      static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;
            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

弱引用介绍：

如果一个对象只具有弱引用，那就类似于可有可无的生活用品。弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它 所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程， 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。
弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java 虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。