https://blog.csdn.net/qq_45464560/article/details/120804492
ThreadLocal介绍
官方介绍
ThreadLocal类用来提供线程内部的局部变量。这种变量在多线程环境下访问（通过get和set方法访问）时能够保证各个线程的变量相对独立于其他线程内的变量。ThreadLocal实例通常来说都是 private static类型的，用于关联线程和线程上下文。
白话：ThreadLocal的作用是提供线程内的局部变量，不同线程之间不会相互干扰，这种变量在线程的生命周期内起作用，减少同一线程内多个函数或组件之间一些公共变量传递的复杂度。
总结：
线程并发：在多线程并发场景下使用
传递数据：我们可以通过ThreadLocal在同一线程，不同组件中传递公共变量
线程隔离：每个线程的变量是独立的，不会相互影响（核心）
基本使用
常用方法：
在使用之前，我们先来认识几个ThreadLocal的常用方法
方法 介绍
ThreadLocal() 创建ThreadLocal对象（构造方法）
public void set(T value) 设置当前线程绑定的局部变量
public T get() 获取当前线程绑定的局部变量
public void remove() 移除当前线程绑定的局部变量
简单案例：
public class ThreadLocalDemo1 {
private String demoVariable; // 变量
public String getDemoVariable() {
return demoVariable;
}
public void setDemoVariable(String demoVariable) {
this.demoVariable = demoVariable;
}
public static void main(String[] args) {
ThreadLocalDemo1 demo = new ThreadLocalDemo1();
for (int i=0; i<5; i++) {
Thread thread = new Thread(() -> {
demo.setDemoVariable(Thread.currentThread().getName()+”的数据”);
System.out.println(“———————————-“);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+”——>”+demo.getDemoVariable());
});
thread.setName(“线程”+i);
thread.start();
}
}
}
这段代码比较简单，首先一个类中声明一个变量（demoVariable），然后主方法中 创建五个线程同时操作同一个对象（demo）的setDemoVariable和getDemoVariable方法
代码输出结果：
———————————-
线程0——>线程0的数据
———————————-
———————————-
线程2——>线程2的数据
线程1——>线程2的数据
———————————-
———————————-
线程3——>线程3的数据
线程4——>线程3的数据
Process finished with exit code 0
看输出结果我们会发现数据比较混乱，有的线程获取的是其他线程的变量，例如：线程1——>线程2的数据
其实了解多线程的都知道，这段代码输出的结果是不确定的。多个线程操作同一对象的可变属性是线程不安全的。
那么怎样解决这个问题呢？
其实解决方案有多种，可以使用Jdk自带的synchronized锁、也可以使用基于AQS的锁、也可以利用CAS机制不加锁…这里这些都不是本篇文章的重点，接下来我们使用咱们的主角ThreadLocal来解决这个问题
上代码：
public class ThreadLocalDemo1 {
private static ThreadLocal<String> t1 = new ThreadLocal<>();
public String getDemoVariable() {
return t1.get(); // 从t1(ThreadLocal对象)中获取值
}
public void setDemoVariable(String demoVariable) {
t1.set(demoVariable); // 将传过来的参数绑定到t1（ThreadLocal对象）中
}
public static void main(String[] args) {
ThreadLocalDemo1 demo = new ThreadLocalDemo1();
for (int i=0; i<5; i++) {
Thread thread = new Thread(() -> {
demo.setDemoVariable(Thread.currentThread().getName()+”的数据”);
System.out.println(“———————————-“);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+”——>”+demo.getDemoVariable());
});
thread.setName(“线程”+i);
thread.start();
}
}
}
代码变化：
在类中增加了一个ThreadLocal对象——t1
删掉之前的demoVariable变量，因为我们不再操作它了
修改setDemoVariable方法：将传过来的参数绑定到t1（ThreadLocal对象）中
修改getDemoVariable方法：从t1(ThreadLocal对象)中获取值
代码输出结果：
———————————-
———————————-
线程1——>线程1的数据
线程0——>线程0的数据
———————————-
线程2——>线程2的数据
———————————-
线程3——>线程3的数据
———————————-
线程4——>线程4的数据
Process finished with exit code 0
此时我们会发现，每个线程输出的数据已经一一对应上了
ThreadLocal类与synchronized关键字区别
加锁解决方案
加锁解决方案的代码：
public class ThreadLocalDemo1 {
private String demoVariable; // 变量
public String getDemoVariable() {
return demoVariable;
}
public void setDemoVariable(String demoVariable) {
this.demoVariable = demoVariable;
}
public static void main(String[] args) {
ThreadLocalDemo1 demo = new ThreadLocalDemo1();
for (int i=0; i<5; i++) {
Thread thread = new Thread(() -> {
synchronized (demo) {
demo.setDemoVariable(Thread.currentThread().getName()+”的数据”);
System.out.println(“———————————-“);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+”——>”+demo.getDemoVariable());
}
});
thread.setName(“线程”+i);
thread.start();
}
}
}
主要代码：
synchronized (demo) {
demo.setDemoVariable(Thread.currentThread().getName()+”的数据”);
System.out.println(“———————————-“);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+”——>”+demo.getDemoVariable());
}
其实主要代码就是这一块儿，每个线程在操作demoVariable变量的时候，都为demo这个对象加上锁
代码输出结果：
———————————-
线程0——>线程0的数据
———————————-
线程1——>线程1的数据
———————————-
线程2——>线程2的数据
———————————-
线程3——>线程3的数据
———————————-
线程4——>线程4的数据
Process finished with exit code 0
从结果可以发现，加锁确实可以解决这个问题，但是在这里我们强调的是线程数据隔离的问题，并不是线程共享数据的问题，在这个案例中使用synchronized关键字是不合适的
ThreadLocal与synchronized的区别：
虽然ThreadLocal模式与synchronized关键字都用于处理多线程并发访问变量的问题，不过两者处理问题的角度和思路不同
synchronized：
原理：同步机制采用‘以时间换空间’的方式，只提供一份变量，让不同的线程排队访问
侧重点：多线程之间访问资源的同步
ThreadLocal：
原理：ThreadLocal采用‘以空间换时间’的方式，为每个线程都提供一份变量的副本，从而实现同时访问而不互相干扰
侧重点：多线程中让每个线程之间的数据相互隔离
ThreadLocal的内部结构
JDK8中ThreadLocal的设计是：每个Thread维护一个ThreadLocalMap，这个Map的key是ThreadLocal示例本身，value才是真正要存储的值Object。
具体的过程是这样的：
每个Thread线程内部都有一个Map（ThreadLocalMap）
Map里面存储的是key，value形式的数据，key：ThreadLocal对象，value：线程的变量副本
Thread内部的Map是由ThreadLocal维护的，由ThreadLocal负责向map获取和设置线程的变量值
对于不同的线程，每次获取副本值时，别的线程并不能获取到当前线程的副本值，形成了副本的隔离
ThreadLocal的核心方法源码
基于ThreadLocal的内部结构，我们继续分析它的核心方法源码，更深入地了解其操作原理。
除了构造方法之外，ThreadLocal对外暴露的方法有以下4个：
方法 介绍
protected T initialValue() 返回当前线程局部变量的初始值（return null）
public void set(T value) 设置当前线程绑定的局部变量
public T get() 获取当前线程绑定的局部变量
public void remove() 移除当前线程绑定的局部变量
set方法
源码和对应的中文注释：
/**
* 设置当前线程对应的ThreadLocal的值
*
* @param value 将要保存在当前线程对应的ThreadLocal的值
*/
public void set(T value) {
// 获取当前线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取此线程对象中维护的ThreadLocalMap对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 判断map是否存在
if (map != null)
// 存在则调用map.set设置此实体entry
map.set(this, value);
else
// 1）当前线程Thread 不存在ThreadLocalMap对象
// 2）则调用createMap进行ThreadLocalMap对象的初始化
// 3）并将 t(当前线程)和value(t对应的值)作为第一个entry存放至ThreadLocalMap中
createMap(t, value);
}
/**
* 获取当前线程Thread对应维护的ThreadLocalMap
*
* @param t the current thread 当前线程
* @return the map 对应维护的ThreadLocalMap
*/
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
/**
*创建当前线程Thread对应维护的ThreadLocalMap
*
* @param t 当前线程
* @param firstValue 存放到map中第一个entry的值
*/
void createMap(Thread t, T firstValue) {
//这里的this是调用此方法的threadLocal
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
代码执行流程：
A. 首先获取当前线程，并根据当前线程获取一个Map
B. 如果获取的Map不为空，则将参数设置到Map中（当前ThreadLocal的引用作为key）
C. 如果Map为空，则给该线程创建 Map，并设置初始值
get方法
源码和对应的中文注释:
/**
* 返回当前线程中保存ThreadLocal的值
* 如果当前线程没有此ThreadLocal变量，
* 则它会通过调用{@link #initialValue} 方法进行初始化值
*
* @return 返回当前线程对应此ThreadLocal的值
*/
public T get() {
// 获取当前线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取此线程对象中维护的ThreadLocalMap对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 如果此map存在
if (map != null) {
// 以当前的ThreadLocal 为 key，调用getEntry获取对应的存储实体e
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
// 对e进行判空
if (e != null) {
@SuppressWarnings(“unchecked”)
// 获取存储实体 e 对应的 value值
// 即为我们想要的当前线程对应此ThreadLocal的值
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
/*
初始化 : 有两种情况有执行当前代码
第一种情况: map不存在，表示此线程没有维护的ThreadLocalMap对象
第二种情况: map存在, 但是没有与当前ThreadLocal关联的entry
*/
return setInitialValue();
}
/**
* 初始化
*
* @return the initial value 初始化后的值
*/
private T setInitialValue() {
// 调用initialValue获取初始化的值
// 此方法可以被子类重写, 如果不重写默认返回null
T value = initialValue();
// 获取当前线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取此线程对象中维护的ThreadLocalMap对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 判断map是否存在
if (map != null)
// 存在则调用map.set设置此实体entry
map.set(this, value);
else
// 1）当前线程Thread 不存在ThreadLocalMap对象
// 2）则调用createMap进行ThreadLocalMap对象的初始化
// 3）并将 t(当前线程)和value(t对应的值)作为第一个entry存放至ThreadLocalMap中
createMap(t, value);
// 返回设置的值value
return value;
}
代码执行流程：
A. 首先获取当前线程, 根据当前线程获取一个Map
B. 如果获取的Map不为空，则在Map中以ThreadLocal的引用作为key来在Map中获取对应的Entry e，否则转到D
C. 如果e不为null，则返回e.value，否则转到D
D. Map为空或者e为空，则通过initialValue函数获取初始值value，然后用ThreadLocal的引用和value作为firstKey和firstValue创建一个新的Map
remove方法
源码和对应的中文注释：
/**
* 删除当前线程中保存的ThreadLocal对应的实体entry
*/
public void remove() {
// 获取当前线程对象中维护的ThreadLocalMap对象
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
// 如果此map存在
if (m != null)
// 存在则调用map.remove
// 以当前ThreadLocal为key删除对应的实体entry
m.remove(this);
}
代码执行流程：
A. 首先获取当前线程，并根据当前线程获取一个Map
B. 如果获取的Map不为空，则移除当前ThreadLocal对象对应的entry
initialValue方法
源码和对应的中文注释:
/**
* 返回当前线程对应的ThreadLocal的初始值
* 此方法的第一次调用发生在，当线程通过get方法访问此线程的ThreadLocal值时
* 除非线程先调用了set方法，在这种情况下，initialValue 才不会被这个线程调用。
* 通常情况下，每个线程最多调用一次这个方法。
* * <p>这个方法仅仅简单的返回null {@code null};
* 如果程序员想ThreadLocal线程局部变量有一个除null以外的初始值，
* 必须通过子类继承{@code ThreadLocal} 的方式去重写此方法
* 通常, 可以通过匿名内部类的方式实现
* * @return 当前ThreadLocal的初始值
*/
protected T initialValue() {
return null;
}
此方法的作用是 返回该线程局部变量的初始值。
这个方法是一个延迟调用方法，从上面的代码我们得知，在set方法还未调用而先调用了get方法时才执行，并且仅执行1次。
这个方法缺省实现直接返回一个null。
如果想要一个除null之外的初始值，可以重写此方法。（备注： 该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的）
原文地址：http://www.cnblogs.com/cuipengchong/p/16853630.html
