在多线程开发中，ThreadLocal是非常常见的Java API。它可以轻松的创建一个线程安全的变量，使得每一个线程拥有各自的实例变量。
以下代码为每一个线程分配了一个线程ID。
public class ThreadId { // Atomic integer containing the next thread ID to be assigned private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0); // Thread local variable containing each thread's ID private static final ThreadLocal threadId = new ThreadLocal () { @Override protected Integer initialValue() { return nextId.getAndIncrement(); } }; // Returns the current thread's unique ID, assigning it if necessary public static int get() { return threadId.get(); } }
ThreadLocal如何做到一个实例存储了不同线程的值?
跟踪ThreadLocal get()方法可以发现，它先获取了当前线程Thread.currentThread，再从当前线程中获取ThreadLocalMap实例。理一下思路，实际上每一个线程拥有一个ThreadLocalMap实例，这个Map存储了当前线程的值。
进一步跟踪ThreadLocalMap。它以WeakReference<ThreadLocal>做Key，Object做Value。ThreadLocal做key的作用？为何需要定义成WeakReference？
package com.sd.concurrent;import org.junit.Test;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * Created by sunda on 17-8-23. */public class ThreadLocalTest { class User { String name; String desc; public User() { } public User(String desc, String name) { this.desc = desc; this.name = name; } public String getDesc() { return desc; } public void setDesc(String desc) { this.desc = desc; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "ValueHolder{" + "desc='" + desc + '\'' + ", name='" + name + '\'' + '}'; } } class Product{ String name; String desc; public Product() { } public Product(String desc, String name) { this.desc = desc; this.name = name; } public String getDesc() { return desc; } public void setDesc(String desc) { this.desc = desc; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } } ThreadLocal userThreadLocal = new ThreadLocal<>(); ThreadLocal productThreadLocal = new ThreadLocal<>(); @Test public void test() throws InterruptedException { Thread aaThread1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { userThreadLocal.set(new User("aa", "aa11")); productThreadLocal.set(new Product("aa", "aa11")); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); User valueHolder = userThreadLocal.get(); System.out.println("aa "+valueHolder); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); aaThread1.start(); Thread bbthread1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { userThreadLocal.set(new User("bb", "bb11")); productThreadLocal.set(new Product("bb", "bb11")); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); User valueHolder = userThreadLocal.get(); System.out.println("bb "+valueHolder); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); bbthread1.start(); User valueHolder = userThreadLocal.get(); System.out.println("main "+valueHolder); TimeUnit.SECONDS.sleep(300); }} 以上代码，两个ThreadLocal变量，两个Thread。同一个线程拥有两个ThreadLocal变量的时候，需要互相区分，防止值被覆盖。
在HashMap中，如果以Object做key,我们都会复写HashCode方法。同样的，在ThreadLocal中，有一个名为threadLocalHashCode的变量，它做为key的hashCode。在设计hashCode的时候，我们会生成一个尽可能稀疏的值，来获取更高读写的性能。
在ThreadLocal，它以递增一个固定值的方式给ThreadLocal实例分配threadLocalHashCode。该值是精心设计的，在map中可以均匀分布。
设计成WeakReference是为了尽早的垃圾回收.Thread的创建和销毁都需要耗一定的资源，通常创建完之后会重复使用，往往生命周期很长,而线程中的实例则不然,需要更早的被回收.变量定义成WeakReference将在GC触发后被回收。
ThreadLocal为我们提供了非常大的便利,但是不正确的使用很容易引起较为隐晦的内存泄漏,这种内存泄漏常见于web程序,例如tomcat下运行的一段代码.
public class UserIfaceThreadLocal { public static ThreadLocal userIfaceThreadLocal = new ThreadLocal<>(); ....... } 该程序乍看起来毫无问题,前期也能稳定运行,但是过一段时间后,会在永久区溢出.出现这种问题甚至重启web也无济于事.这段"经典"的代码是ClassLoader溢出的范例.
在分析之前,有两点需要注意:
1:ThreadLocal实例被申明为static的类变量.它从ClassLoader加载后存活,直到最后Class被回收.
2:Tomcat作为web容器,它的工作线程存活时间比web程序更长.web程序的所有Class都是被tomat的ClassLoader加载进去的.
假设web程序终止,JVM开始回收上述Class,这时候发现有一个ThreadLocal实例的存活.由于tomcat的工作线程并未终止,UserIface仍被线程引用到.于是classloader无法被回收,导致了所有的Class文件仍在JVM中,无法卸载.
在使用ThreadLocal的时候,需要像使用资源一样去处理,创建出来需要正确"关闭".在上述例子中,需要主动调用remove清空.