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ThreadLocal

面试官：了解ThreadLocal嘛？用过ThreadLocal嘛？

我：了解过：它是这样的，假如想实现每一个线程都有自己的专属本地变量该如何解决呢？ JDK中提供的ThreadLocal类正是为了解决这样的问题。 **ThreadLocal类主要解决的就是让每个线程绑定自己的值，可以将ThreadLocal类形象的比喻成存放数据的盒子，盒子中可以存储每个线程的私有数据。**如果你创建了一个ThreadLocal变量，那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的本地副本，这也是ThreadLocal变量名的由来。他们可以使用 get（） 和 set（） 方法来获取默认值或将其值更改为当前线程所存的副本的值，从而避免了线程安全问题。

底层原理

面试官：你知道底层原理嘛？

我：知道

首先看：结构

public class Thread implements Runnable {
 ......
//与此线程有关的ThreadLocal值。由ThreadLocal类维护
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
 ......
}
// 由源码可见，ThreadLocal存储的变量存在Thread的ThreadLocalMap中
// 可理解为ThreadLocalMap是专门定制的一种Map

其次看set和get方法

// set
public void set(T value) {
    // 获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    // 拿到定制的ThreadLocalMap的map
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        //不为空，则绑定
        map.set(this, value);
    else
        // 否则创建
        createMap(t, value);
}
// getMap 返回的就是threadLocals
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

// get
public T get() {
    // 依然获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        // 获取当前Entry
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            // 如果不为空，则返回
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();
}

最终的变量是放在了当前线程的 ThreadLocalMap 中，并不是存在 ThreadLocal 上，ThreadLocal 可以理解为只是ThreadLocalMap的封装，传递了变量值。

每个Thread中都具备一个ThreadLocalMap，而ThreadLocalMap可以存储以ThreadLocal为key的键值对。 比如我们在同一个线程中声明了两个 ThreadLocal 对象的话，会使用 Thread内部都是使用仅有那个ThreadLocalMap 存放数据的，ThreadLocalMap的 key 就是 ThreadLocal对象，value 就是 ThreadLocal 对象调用set方法设置的值。ThreadLocal 是 map结构是为了让每个线程可以关联多个 ThreadLocal变量。这也就解释了ThreadLocal声明的变量为什么在每一个线程都有自己的专属本地变量。

内存泄漏

面试官：知道内存泄露嘛？

我：知道，ThreadLocalMap 中使用的 key 为 ThreadLocal 的弱引用,而 value 是强引用。所以，如果 ThreadLocal 没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候会 key 会被清理掉，而 value 不会被清理掉。这样一来，ThreadLocalMap 中就会出现key为null的Entry。假如我们不做任何措施的话，value 永远无法被GC 回收，这个时候就可能会产生内存泄露。ThreadLocalMap实现中已经考虑了这种情况，在调用 set()、get()、remove() 方法的时候，会清理掉 key 为 null 的记录。使用完 ThreadLocal方法后 最好手动调用remove()方法。