1. 應(yīng)用場景
ThreadLocal 的常見應(yīng)用場景有兩種：
- 多線程并發(fā)場景中，用來保障線程安全。
- 處理較為復(fù)雜的業(yè)務(wù)時(shí)，使用ThreadLocal代替參數(shù)的顯示傳遞。
1.1. 保障線程安全
多線程訪問同一個(gè)共享變量的時(shí)候容易出現(xiàn)并發(fā)問題，特別是多個(gè)線程對一個(gè)變量進(jìn)行寫入的時(shí)候，為了保證線程安全，一般使用者在訪問共享變量的時(shí)候需要進(jìn)行額外的同步措施才能保證線程安全性，如：synchronized、Lock之類的鎖。
ThreadLocal是除了加鎖這種同步方式之外的一種，規(guī)避多線程訪問出現(xiàn)線程不安全的方法。當(dāng)我們在創(chuàng)建一個(gè)變量后，如果每個(gè)線程對其進(jìn)行訪問的時(shí)候訪問的都是線程自己的變量，這樣就不會存在線程不安全問題。
ThreadLocal是JDK包提供的，它提供線程本地變量，如果創(chuàng)建一個(gè)ThreadLocal變量，那么訪問這個(gè)變量的每個(gè)線程都會有這個(gè)變量的一個(gè)副本，在實(shí)際多線程操作的時(shí)候，操作的是自己本地內(nèi)存中的變量，從而規(guī)避了線程安全問題。
1.2. 顯示傳遞參數(shù)
這里舉幾個(gè)例子：
示例1：獲取接口的當(dāng)前請求用戶
在后臺接口業(yè)務(wù)邏輯的全過程中，如果需要在多個(gè)地方獲取當(dāng)前請求用戶的信息。通常的一種做法就是：在接口請求時(shí)，通過過濾器、攔截器、AOP等方式，從session或token中獲取當(dāng)前用戶信息，存入ThreadLocal中。
在整個(gè)接口處理過程中，如果沒有另外創(chuàng)建線程，都可以直接從ThreadLocal變量中獲取當(dāng)前用戶，而無需再從Session、token中驗(yàn)證和獲取用戶。這種方案設(shè)計(jì)不僅提高性能，最重要的是將原本復(fù)雜的邏輯和代碼實(shí)現(xiàn)，變得簡潔明了。例如下面的這個(gè)例子：
（1）定義ThreadLocal變量：UserProfileThread.java
public class UserProfileThread {
private static ThreadLocal<UserProfile> USER_PROFILE_TL =new ThreadLocal<>();
public static void setUserProfile(UserProfile userProfile){
USER_PROFILE_TL.set(userProfile);
}
public static UserProfile getUserProfile() {
return USER_PROFILE_TL.get();
}
public static String getCurrentUser() {
return Optional.ofNullable(USER_PROFILE_TL.get())
.map(UserProfile::getUid)
.orElse(UserProfile.ANONYMOUS_USER);
}
}（2）在過濾器中設(shè)置變量值：
@Override
public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
UserProfile userProfile = null;
// ... 驗(yàn)證和獲取用戶信息 userProfile
UserProfileThread.setUserProfile(userProfile);
filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
}（3）獲取當(dāng)前用戶信息
//獲取當(dāng)前用戶
String uid=UserProfileThread.getCurrentUser();
//獲取當(dāng)前用戶對象
UserProfile user=UserProfileThread.getUserProfile();示例2：spring框架中保證數(shù)據(jù)庫事務(wù)在同一個(gè)連接下執(zhí)行
要想實(shí)現(xiàn)jdbc事務(wù)， 就必須是在同一個(gè)連接對象中操作，多個(gè)連接下事務(wù)就會不可控，需要借助分布式事務(wù)完成。那spring框架如何保證數(shù)據(jù)庫事務(wù)在同一個(gè)連接下執(zhí)行的呢？
DataSourceTransactionManager 是spring的數(shù)據(jù)源事務(wù)管理器，它會在你調(diào)用getConnection()的時(shí)候從數(shù)據(jù)庫連接池中獲取一個(gè)connection， 然后將其與ThreadLocal綁定，事務(wù)完成后解除綁定。這樣就保證了事務(wù)在同一連接下完成。
2. 實(shí)現(xiàn)原理
ThreadLocal類提供set/get方法存儲和獲取value值，但實(shí)際上ThreadLocal類并不存儲value值，真正存儲是靠ThreadLocalMap這個(gè)類。
每個(gè)線程實(shí)例都對應(yīng)一個(gè)TheadLocalMap實(shí)例，我們可以在同一個(gè)線程里實(shí)例化很多個(gè)ThreadLocal來存儲很多種類型的值，這些ThreadLocal實(shí)例分別作為key，對應(yīng)各自的value，最終存儲在Entry table數(shù)組中。
我們看看ThreadLocal的set方法：
public class ThreadLocal<T> {
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
// 省略其他方法
}set的邏輯比較簡單，就是獲取當(dāng)前線程的ThreadLocalMap，然后往map里添加KV，K是當(dāng)前ThreadLocal實(shí)例，V是我們傳入的value。這里需要注意一下，map的獲取是需要從Thread類對象里面取，看一下Thread類的定義。
public class Thread implements Runnable {
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
//省略其他
}Thread類維護(hù)了一個(gè)ThreadLocalMap的變量引用。
因此，我們可以得出如下結(jié)論：
- 每個(gè)線程是一個(gè)Thread實(shí)例，其內(nèi)部維護(hù)一個(gè)threadLocals的實(shí)例成員，其類型是ThreadLocal.ThreadLocalMap。
- ThreadLocal本身并不是一個(gè)容器，我們存取的value實(shí)際上存儲在ThreadLocalMap中，ThreadLocal只是作為TheadLocalMap的key。
3. 注意事項(xiàng)
ThreadLocal實(shí)例有提供remove()方法，用于回收對象，清除對應(yīng)的內(nèi)存占用。這個(gè)方法通常容易被忽略，而導(dǎo)致出現(xiàn)了各種問題。如下面幾種：
- 線程復(fù)用：在“獲取接口的當(dāng)前請求用戶”的例子中，Tomcat中是通過線程池來處理用戶請求的，而線程池中線程是復(fù)用的?？隙〞霈F(xiàn)一個(gè)線程前后被不同用戶的接口請求復(fù)用的情況，因此需要對用過的ThreaLocal變量進(jìn)行覆蓋或清除。
- 內(nèi)存溢出：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長，如果創(chuàng)建的ThreadLocal變量很多，即對應(yīng)的key占用的內(nèi)存很大，但卻沒有手動(dòng)刪除，到了一定程度就會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
以上就是Java ThreadLocal的使用詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java ThreadLocal的使用的資料，請關(guān)注W3Cschool其它相關(guān)文章！
