概述
ThreadLocal是一种线程封闭技术，用于隔离线程间的数据，从而避免使用同步控制。
一种避免使用同步的方式就是不共享数据。如果仅在单线程内访问数据，就不需要同步。这种技术称为线程封闭。
ThreadLocal为每条使用它的线程提供专属的内部变量。在多线程环境下访问(通过get或set方法访问)时能保证各个线程里的变量相互独立，互不影响。
基本用法
ThreadLocal对象通常被设计为类的私有静态类型(private static)字段，用来关联线程的某种状态。
举个例子:
public class ThreadLocalTest {
private static ThreadLocal<Integer> counter = new ThreadLocal<Integer>() {
protected Integer initialValue() {
return new Integer(0);
}
};
public static class MyRunnable implements Runnable {
private void save() {
System.out.printf("线程[%s]保存数据, 当前计数是: %s\n", Thread.currentThread().getId(), counter.get());
}
public void run() {
while(true) {
counter.set( (counter.get() + 1) % 10 );
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.printf("线程[%s]处理业务, 当前计数是: %s\n", Thread.currentThread().getId(), counter.get());
if(counter.get() == 0) {
save();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
Thread thread1 = new Thread(runnable);
Thread thread2 = new Thread(runnable);
thread1.start();
thread2.start();
thread1.join();
thread2.join();
}
}
这个例子很简单，业务线程内有一个循环在不断的处理业务，假设每次处理业务会产生一些数据，出于性能考虑，希望每处理完10次业务才批量保存数据。
ThreadLocal主要有四个方法:
initialValuegetset-
remove(例子中未使用)
下面逐一简介。
initialValue方法
initialValue是设计给子类重写的方法，用以返回初始化的线程内部变量。在线程第一次调用get时它会被调用，但如果在调用get之前已经调用了set为线程内部变量设过值，则该方法不会被调用。所以，如果你希望手动调用set来初始化线程内部变量，则不必重写initialValue。
通常initialValue只会被调用一次，除非手动调用remove清除了内部变量，之后又调用get方法，这时initialValue会再被调用初始化一个新的内部变量返回。
get方法
get用以获取ThreadLocal对象关联的线程内部变量。
public T get()
set方法
set用以设置ThreadLocal对象关联的线程内部变量的值。
public void set(T value)
remove方法
remove用以移除ThreadLocal对象关联的线程内部变量，某些情况需要用它来显式地移除，以防止内存泄漏。
public void remove()
你可能会问，为什么要这么复杂，在run里面使用一个方法局部变量来做计数器岂不是更简单。
对于这个例子来说，确实如此，ThreadLocal的功能性和方法局部变量没有本质的区别。
不过，ThreadLocal相较于方法局部变量，可以帮你管理线程内部变量，降低了同一线程内多个方法和组件间传递参数的复杂度。
内部实现
如上图所示，ThreadLocal机制主要由Entry、ThreadLocalMap、Thread、ThreadLocal这四个类相互协作实现的。
下面分析这四个类各自的职责和协作
Entry
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
Entry的定义很简单，它扩展自ThreadLocal类型的WeakReference类，是一个key-value对类。key是ThreadLocal对象的弱引用，value是线程的内部变量。
Entry使用弱引用作为key目的是，希望在外部不再需要访问ThreadLocal对象时可以让GC尽快地回收对象，而不必等到线程结束后。
当GC回收ThreadLocal对象后，再通过Entry.get()获取ThreadLocal对象时返回null，这使得内部能够感知什么时候不需要再持有对value的引用，从而释放Entry对象的引用，进而释放value的引用，这时如果value在外部没有任何引用的话(通常你不应该在外部持有对value的引用)，随后被GC回收。这种感知和释放的行为发生在ThreadLocal的get、set、remove操作时。
Thread
Thread内部持有一个ThreadLocalMap类型引用的成员变量。
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
threadLocals的初始值为null，它会延迟到初次访问时才实例化，即线程首个ThreadLocal对象调用get方法时才为threadLocals创建对象。
ThreadLocalMap
ThreadLocalMap是为ThreadLocal而设计的hash map，内部维护着一个哈希table数组，table内保存Entry的对象，通过ThreadLocal的哈希码可索引到(哈希码需转成数组下标)。
ThreadLocal
ThreadLocal是整个机制的总导演，对外，它提供使用的接口；对内，它协调类之间的相互协作。
ThreadLocal内部不会持有对线程内部变量的引用，线程内部变量的引用由Entry对象持有，而Entry对象寄存在ThreadLocalMap内的table中。
每一个ThreadLocal对象对应一个唯一的哈希码(threadLocalHashCode)，通过这个哈希码可以从ThreadLocalMap中索引出对应的Entry，从而获得线程内部变量。
这里很巧妙，ThreadLocal对象与线程内部变量之间通过Entry对象间接关联，在内部只有Entry对象持有对ThreadLocal对象的弱引用，这样当外部不再使用ThreadLocal对象后，GC能够回收ThreadLocal对象，当内部探测到ThreadLocal对象被回收后就接着释放Entry对象。
最后
Java与C++之间有一堵由内存动态分配和垃圾收集技术所围成的高墙，墙外面的人想进去，墙里面的人却想出来。
通常在Java的世界里，我们不需要关系对象的释放，大部分情况下GC会自动帮我们回收。
但是如果使用ThreadLocal不当，是有可能导致内存泄漏的。
ThreadLocal释放内部变量通常在以下时机:
- 线程结束后
- 显式调用
remove - 在调用
get、set时，如果探测到ThreadLocal对象的弱引用对象get返回null顺便释放。
所以，如果线程存活的生命周期很长，特别是和进程一样长的话，就要特别注意防止ThreadLocal引入内存泄漏的风险，在不需要再使用某个线程内部变量时记得显式调用remove清理掉。
