ThreadLocal是什么
提供线程局部变量，一个线程的局部变量在多个线程中有独立的副本，特点有：简单（开箱即用），快速（无额外开销），安全（线程安全）；场景：多线程场景（资源持有，并发计算，线程一致性，线程安全）使用hash表实现，几乎所有提供多线程特征的语言都是其应用范围。
ThreadLocal基本的API：带有泛型的构造函数，访问器get/set,初始化，回收。
ThreadLocal原理
ThreadLocal，连接ThreadLocalMap和Thread。来处理Thread的TheadLocalMap属性，包括init初始化属性赋值、get对应的变量，set设置变量等。通过当前线程，获取线程上的ThreadLocalMap属性，对数据进行get、set等操作。ThreadLocalMap，用来存储数据，采用类似hashmap机制，存储了以threadLocal为key，需要隔离的数据为value的Entry键值对数组结构。ThreadLocal，有个ThreadLocalMap类型的属性，存储的数据就放在这儿。
ThreadLocalMap是ThreadLocal内部类，由ThreadLocal创建，Thread有ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的属性。
源码盘点
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);
}
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();
}
ThreadLocalMap
这个类在构造中创建了一个数组， new Entry[INITIAL_CAPACITY]; ,Entry里面就是一个object的对象,然后里面主要getEntry和set方法进行存取和读取。
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
if (e.refersTo(key)) {
e.value = value;
return;
}
if (e.refersTo(null)) {
replaceStaleEntry(key, value, i); // 删除key为null的Entry
return;
}
}
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);//根据key获取位下标
Entry e = table[i]; // 根据下标，获取这个Entry 里面是一个object，实现了软引用
if (e != null && e.get() == key)
return e; //校验没问题后返回
else
return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}
private void remove(ThreadLocal<?> key) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
if (e.refersTo(key)) {
e.clear();
expungeStaleEntry(i);
return;
}
}
}
private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
while (e != null) {
if (e.refersTo(key))
return e;
if (e.refersTo(null)) // 删除key为null的Entry
expungeStaleEntry(i);
else
i = nextIndex(i, len);
e = tab[i];
}
return null;
}
使用场景
四种核心场景：
1、线程资源持有（ThreadLocalMap实现，持有线程资源供线程的各个部分使用，全局获取减少变成难度）
2、线程资源一致性（帮助需要保持线程一致的资源，维护一致性，降低编程难度，例如：JDBC会话连接）
3、线程安全(帮助只考虑了单线程的程序库，无遐想多线程场景迁移)
4、分布式计算（帮助分布式计算场景的各个线程累计局部计算结果）
ThreadLocal内存泄漏，如何避免
内存泄漏为程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次泄露危害可以忽略，但内存泄漏堆积后果很严重，无论多少内存，迟早会被占光。
不再会被使用的对象或者变量占用的内存空间不能被回收，就是内存泄漏。
强引用：使用最普遍的一个引用(new)，一个对象具有强引用，不会被垃圾收集器回收。当内存空间不足，java虚拟机宁愿OOM，都不会回收。
如果想取消强引用和某个对象之间的关联，可以显示将对象复制为null，这样jvm就会在安全区域执行gc进行垃圾回收。
弱引用：jvm进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。在java中，用WeakReference类来表示。
ThreadLocal的实现原理，每一个Thread维护一个ThreadLocalMap，ThreadLocalMap是由一个个Entry构成，而Entry继承了弱引用，key为使用弱引用的ThreadLocal对象，value为线程变量的副本。
ThreadLocalMap使用ThreadLocal的弱引用作为key，如果一个ThreadLocal不存在外部的强引用时，Key(ThreadLocal对象)势必会被GC回收，这样就会导致ThreadLocalMap中的key为null，而value还存在着强引用，只有thread线程退出以后，value的强引用链才会断掉，但是如果线程迟迟不结速的话，这些key为null的Entry的value就会一直存在引用链。
key使用强引用
当ThreadLocalMap的key使用强引用时，此时若是外部的ThreadLocal对象被置为null，按理说应该被回收，但是ThreadLocalMap中还持有对ThreadLocal的强引用，如果没有手动删除，那么ThreadLocal不会被回收，导致Entry内存泄漏。
key使用弱引用
当ThreadLocalMap的key为弱引用回收ThreadLocal对象时，由于ThreadLocalMap只持有ThreadLocal的弱引用，即使没有手动删除，也不会影响ThreadLocal的回收。当key为null时，在下一个调用ThreadLocalMap的set、get、remove方法时会清除value值。
ThreadLocal正确使用方法：
- 每次使用完ThreadLocal都调用它的remove方法清楚数据
- 将ThreadLocal变量定义为private static，这样就一直存在ThreadLocal的强引用，也就能保证在任何时候都能通过ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值，继续清除。
