Java中ThreadLocal的深入理解

官方对ThreadLocal的描述：

　　"该类提供了线程局部（thread-local）变量。这些变量不同于它们的普通对应物，因为访问某个变量（通过其get或set方法）的每个线程都有自己的局部变量，它独立于变量的初始化副本。ThreadLocal实例通常是类中的private static字段，它们希望将状态与某一个线程（例如，用户ID或事物ID）相关联。"

《Thinking in Java》中的描述：

　　防止任务在共享资源上产生冲突的第二种方式是根除对变量的共享。线程本地存储是一种自动化机制，可以为使用变量的每个不同的线程都创建不同的存储。因此，如果你有5个线程都要使用变量x所表示的对象，那线程本地存储就会生成5个用于x的不同的存储块。主要是，它们使得你可以将状态与线程关联起来。

三个要点：

　　1.每个线程都有自己的局部变量

　　　　每个线程都有一个独立于其它线程的上下文来保存这个变量，一个线程的本地变量对其它线程是不可见的。

　　2.独立于变量的初始化副本

　　　　ThreadLocal可以给一个初始值，而每个线程都会获得这个初始化值的一个副本，这样才能保证不同的线程都有一份拷贝。

　　3.状态与某一个线程相关联

　　　　ThreadLocal不是用于解决共享变量的问题的，不是为了协调线程同步而存在，而是为了方便每个线程处理自己的状态而引入的一个机制，就像《Thinking in Java》中描述的那样：”它们使得你可以将状态与线程关联起来。“理解这点对正确使用ThreadLocal至关重要。

源码举例：

　　从输出的结果可以看出，五个线程处理自己的本地变量值。

　　而这个测试的结果，并没有相同。这是因为实例为对象，所以初始值为一个对象的引用，那么五个线程的副本就是这个对象的引用的副本，也就是说这些引用还是指向同一个对象，所以就出现了这种情况。

ThreadLocal的接口方法：

void set(T value)：设置当前线程的线程局部变量的值；

 1 public void set(T value) {
 2    Thread t = Thread.currentThread();
 3    ThreadLocalMap map = getMap(t);
 4
 5    if (map != null)
 6    　　map.set(this, value);
 7 　　//说明线程第一次使用线程本地变量(注意这里的第一次含义)
 8    else
 9        createMap(t, value);
10 }

public T get()：该方法返回当前线程所对应的线程局部变量；

 1 public T get() {
 2 　　//获取当前执行线程
 3 　　Thread t = Thread.currentThread();
 4 　　//取得当前线程的ThreadLocalMap实例
 5 　　ThreadLocalMap map = getMap(t);
 6 　　//如果map不为空，说明该线程已经有了一个ThreadLocalMap实例
 7 　　if (map != null) {
 8 　　　　//map中保存线程的所有的线程本地变量，我们要去查找当前线程本地变量
 9 　　　　ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
10 　　　　//如果当前线程本地变量存在这个map中，则返回其对应的值
11　　　　 if (e != null)
12        　　return (T)e.value;
13 　　}
14    //如果map不存在或者map中不存在当前线程本地变量，返回初始值
15    return setInitialValue();
16 }

public void remove()：将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。当线程结束后，对应该线程的局部变量将被自动垃圾回收，所以显示调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度；
protected T initialValue()：返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的，这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(T)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的默认实现直接返回一个null。

这里注意，ThreadLocal中是有一个Map，但这个Map不是我们平时使用的Map，而是ThreadLocalMap，ThreadLocalMap是ThreadLocal的一个内部类，不对外使用的。当使用ThreadLocal存值时，首先是获取到当前线程对象，然后获取到当前线程本地变量Map，最后将当前使用的ThreadLocal和传入的值放到Map中，也就是说ThreadLocalMap中存的值是[ThreadLocal对象, 存放的值]，这样做的好处是，每个线程都对应一个本地变量的Map，所以一个线程可以存在多个线程本地变量。下面提供一个简单的实现版本：