一般有多个孩子的家庭，买玩具都得买多个。如果就买一个，嘿嘿就比较刺激了。这就是避免共享，给孩子每人一个玩具对应到我们Java中也就是每个线程都有自己的本地变量，咱们自己玩自己的，避免争抢，和谐相处使得线程安全。
Java就是通过ThreadLocal来实现线程本地存储的。
这思路也很清晰，就是每个线程要有自己的本地变量呗，那就Thread里面搞一个私有属性呗ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
就是如下图所示的这个关系
ThreadLocal
简单的应用如下
public class Demo {
private static final ThreadLocal<Foo> fooLocal = new ThreadLocal<Foo>();
public static Foo getFoo() {
return fooLocal.get();
}
public static void setFoo(Foo foo) {
fooLocal.set(foo);
}
}
再深入了解一下内部情况，ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部静态类，它虽然叫Map但是和java.util.Map没有啥亲戚关系，只是它实现的功能像Map
static class ThreadLocalMap {
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
private Entry[] table;
可以看到ThreadLocalMap里面有个Entry数组，只有数组没有像HashMap那样有链表，因此当hash冲突的之后，ThreadLocalMap是采用线性探测的方式解决hash冲突。
线性探测，就是先根据初始key的hashcode值确定元素在table数组中的位置，如果这个位置上已经有其他key值的元素被占用，则利用固定的算法寻找一定步长的下个位置，依次直至找到能够存放的位置。在ThreadLocalMap步长是1。
用这种方式解决hash冲突的效率很低，因此要注意ThreadLocal的数量。
/**
* Increment i modulo len.
*/
private static int nextIndex(int i, int len) {
return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
}
/**
* Decrement i modulo len.
*/
private static int prevIndex(int i, int len) {
return ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1);
}
而且可以看到这个Entry把ThreadLocal的弱引用作为key。那为什么要搞成弱引用(只要发生了GC弱引用对象就会被回收)呢？
首先ThreadLocal内部没有存储任何的值，它的作用只是当我们的ThreadLocalMap的key，让线程可以拿到对应的value。当我们不需要用这个key的时候我们，我们把fooLocal=null这样强引用就没了。假设Entry里面也是强引用的话，那等于这个ThreadLocal实例还有个强引用在，那么我们想让GC回收fooLocal就回收不了了。那可能有人想，你弄成弱引用不是很危险啊，万一GC一下不是没了？别怕只要fooLocal这个强引用在这个ThreadLocal实例就不会回收的。(关于强软弱虚引用可以看我之前的文章四种引用方式的区别)
因此弄成弱引用，主要是让没用的ThreadLocal得以GC清除。
这里可能还有人问那key清除掉了，value咋办，这个Entry还在的呀。是的，当在使用线程池的情况下，由于线程的生命周期很长，某些大对象的key被移除了之后，value一直存在的就可能会导致内存泄漏。
不过java考虑到这点了。当调用get()、set()方法时会去找到那个key被干掉的entry然后干掉它。并且提供了remove()方法。虽然get()、set()会清理key为null的Entry,但是不是每次调用就会清理的，只有当get时候直接hash没中，或者set时候也是直接hash没中，开始线性探测时候，碰到key为null的才会清理。
//get 方法
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
Entry e = table[i];
if (e != null && e.get() == key)
return e; //命中就直接返回
else
return getEntryAfterMiss(key, i, e); //直接没命中
}
private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
while (e != null) { //开始探测了
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key) //命中了就返回
return e;
if (k == null) //探测到key是null的就清理
expungeStaleEntry(i);
else
i = nextIndex(i, len); //否则继续
e = tab[i];
}
return null;
}
//set 方法
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)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key) {
e.value = value; //如果已经有就替换原有的value
return;
}
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
因此，当不需要threadlocal的时候还是显示调用remove()方法较好。
结语
线程本地存储本质就是避免共享，在使用中注意内存泄露问题和hash碰撞问题即可。使用还是很广泛的像spring中事务就用到threadlocal。
如有错误欢迎指正！
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