ThreadLocal

ThreadLocal是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射，各个线程之间的变量互不干扰，在高并发场景下，可以实现无状态的调用，特别适用于各个线程依赖不通的变量值完成操作的场景

ThreadLocal的内部结构图

ThreadLocal的核心机制

• 每个Thread线程内部都有一个Map
• Map里面存储线程本地对象（key）和线程的变量副本（value）
• 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

ThreadLocal类核心方法

public T get()
public void set(T value)
public void remove()

• get()方法用于获取当前线程的副本变量值;
• set()方法用于保存当前线程的副本变量值;
• initialValue()为当前线程初始副本变量值;
• remove()方法移除当前前程的副本变量值;

ThreadLocalMap

ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，没有实现Map接口，用独立的方式实现了Map的功能，其内部的Entry也独立实现

在ThreadLocalMap中，也是用Entry来保存K-V结构数据的。但是Entry中key只能是ThreadLocal对象，这点被Entry的构造方法已经限定死；Entry继承自WeakReference（弱引用，生命周期只能存活到下次GC前），但只有Key是弱引用类型的，Value并非弱引用

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
    /** The value associated with this ThreadLocal. */
    Object value;

    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
        super(k);
        value = v;
    }
}

Hash冲突

和HashMap的最大的不同在于，ThreadLocalMap结构非常简单，没有next引用，也就是说ThreadLocalMap中解决Hash冲突的方式并非链表的方式，而是采用线性探测的方式，所谓线性探测，就是根据初始key的hashcode值确定元素在table数组中的位置，如果发现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，依次判断，直至找到能够存放的位置

ThreadLocalMap解决Hash冲突的方式就是简单的步长加1或减1，寻找下一个相邻的位置

/**
 * 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);
}

【知识点】

由于ThreadLocalMap的key是弱引用，而Value是强引用。这就导致了一个问题，ThreadLocal在没有外部对象强引用时，发生GC时弱引用Key会被回收，而Value不会回收，如果创建ThreadLocal的线程一直持续运行，那么这个Entry对象中的value就有可能一直得不到回收，发生内存泄露

如何避免泄漏

既然Key是弱引用，那么我们要做的事，就是在调用ThreadLocal的get()、set()方法时完成后再调用remove方法，将Entry节点和Map的引用关系移除，这样整个Entry对象在GC Roots分析后就变成不可达了，下次GC的时候就可以被回收