Threadlocal有什麼用：
簡單的說就是，一個ThreadLocal在一個執行緒中是共享的，在不同執行緒之間又是隔離的（每個線程都只能看到自己線程的值）。如下圖：
ThreadLocal使用實例
API介紹
在使用Threadlocal之前我們先看以下它的API：
ThreadLocal類別的API非常的簡單，在這裡比較重要的就是get()、set()、remove(),set用於賦值操作，get用於取得變數的值，remove就是刪除目前變數的值.需要注意的是initialValue方法會在第一次呼叫時被觸發，用於初始化當前變數值，預設是initialValue回傳的是null。
ThreadLocal的使用
說完了ThreadLocal類別的API了，那我們就來動手實踐一下了，來理解前面的那句話：一個ThreadLocal在一個線程中是共享的，在不同線程之間又是隔離的（每個線程都只能看到自己線程的值）
public class ThreadLocalTest {
private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>() {
// 重写这个方法，可以修改“线程变量”的初始值，默认是null
@Override
protected Integer initialValue() {
return 0;
}
};
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//一号线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("一号线程set前：" + threadLocal.get());
threadLocal.set(1);
System.out.println("一号线程set后：" + threadLocal.get());
}
}).start();
//二号线程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("二号线程set前：" + threadLocal.get());
threadLocal.set(2);
System.out.println("二号线程set后：" + threadLocal.get());
}
}).start();
//主线程睡1s
Thread.sleep(1000);
//主线程
System.out.println("主线程的threadlocal值：" + threadLocal.get());
}
}登入後複製
稍微解釋一下上面的程式碼：
每一個ThreadLocal實例就類似於一個變數名，不同的ThreadLocal實例就是不同的變數名，它們內部會存有一個值（暫時如此理解）在後面的描述中所說的「ThreadLocal變數或是執行緒變數」代表的就是ThreadLocal類別的實例。
在類別中建立了一個靜態的 “ThreadLocal變數”，在主線程中建立兩個線程，在這兩個線程中分別設定ThreadLocal變數為1和2。然後等待一號和二號線程執行完畢後，在主線程中查看ThreadLocal變數的值。
程式結果及分析⌛
程式結果重點看的是主執行緒輸出的是0，如果是一個普通變量，在一號執行緒和二號線程中將普通變量設為1和2，那麼在一二號線程執行完畢後在打印這個變量，輸出的值肯定是1或者2（到底輸出哪一個由操作系統的線程調度邏輯有關）。但使用ThreadLocal變數經由兩個執行緒賦值後，在主執行緒程中輸出的卻是初始值0。在這也就是為什麼“一個ThreadLocal在一個線程中是共享的，在不同線程之間又是隔離的”，每個線程都只能看到自己線程的值，這也就是ThreadLocal的核心作用：實現線程範圍的局部變數。
Threadlocal 的原始碼分析
原理
每個Thread物件都有一個ThreadLocalMap，當建立一個ThreadLocal的時候，就會將該ThreadLocal物件加入到該Map中，其中鍵就是ThreadLocal，值可以是任意型別。這句話剛看可能不是很懂，下面我們一起看完原始碼就懂了。
前面我們的理解是所有的常數值或是引用型別的引用都是保存在ThreadLocal實例中的，但實際上不是的，這種說法只是讓我們更好的理解ThreadLocal變數這個概念。在ThreadLocal存入一個值，實際上是存入一個值線程物件中的ThreadLocalMap，ThreadLocalMap我們可以簡單的理解成一個Map，而儲存到這個Map值的key就是ThreadLocal實例本身。
原始碼
????也就是說，想要存入的ThreadLocal中的資料其實並沒有存到ThreadLocal物件中去，而是以這個ThreadLocal實例作為key存到了當前線程中的一個Map中去了，而取得ThreadLocal的值時同樣也是這個道理。這就是為什麼ThreadLocal可以實現線程之間隔離的原因了。
內部類別ThreadLocalMap
ThreadLocalMap是ThreadLocal的內部類，實作了一套自己的Map結構✨
ThreadLocalMap屬性：
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
//初始容量16
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
//散列表
private Entry[] table;
//entry 有效数量
private int size = 0;
//负载因子
private int threshold;登入後複製
ThreadLocalMap設定ThreadLocal變數
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
//与运算 & (len-1) 这就是为什么 要求数组len 要求2的n次幂
//因为len减一后最后一个bit是1 与运算计算出来的数值下标 能保证全覆盖
//否者数组有效位会减半
//如果是hashmap 计算完下标后 会增加链表 或红黑树的查找计算量
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
// 从下标位置开始向后循环搜索 不会死循环 有扩容因子 必定有空余槽点
for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
//一种情况 是当前引用 返回值
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
//槽点被GC掉 重设状态
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
//槽点为空 设置value
tab[i] = new Entry(key, value);
//设置ThreadLocal数量
int sz = ++size;
//没有可清理的槽点 并且数量大于负载因子 rehash
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}登入後複製
ThreadLocalMap屬性介紹????：
ThreadLocalMap儲存位置
儲存在Thread中，有兩個ThreadLocalMap變數
#threadLocals 在ThreadLocal在物件方法set中去創建也由ThreadLocal來維護
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}登入後複製
inheritableThreadLocals 和ThreadLocal類似InheritableThreadLocal重寫了createMap方法
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}登入後複製
inheritableThreadLocals 作用是将ThreadLocalMap传递给子线程
init方法中 条件满足后直接为子线程创建ThreadLocalMap
注意：
Key的弱引用问题
为什么要用弱引用,官方是这样回答的
To help deal with very large and long-lived usages, the hash table entries use WeakReferences for keys.
为了处理非常大和生命周期非常长的线程，哈希表使用弱引用作为 key。
生命周期长的线程可以理解为：线程池的核心线程
ThreadLocal在没有外部对象强引用时如Thread，发生GC时弱引用Key会被回收，而Value是强引用不会回收，如果创建ThreadLocal的线程一直持续运行如线程池中的线程，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。
key 使用强引用????： 引用的ThreadLocal的对象被回收了，但是ThreadLocalMap还持有ThreadLocal的强引用，如果没有手动删除，ThreadLocal不会被回收，导致Entry内存泄漏。
key 使用弱引用????： 引用的ThreadLocal的对象被回收了，由于ThreadLocalMap持有ThreadLocal的弱引用，即使没有手动删除，ThreadLocal也会被回收。value在下一次ThreadLocalMap调用set,get，remove的时候会被清除。
Java8中已经做了一些优化如，在ThreadLocal的get()、set()、remove()方法调用的时候会清除掉线程ThreadLocalMap中所有Entry中Key为null的Value，并将整个Entry设置为null，利于下次内存回收。
java中的四种引用
强引用????： 如果一个对象具有强引用，它就不会被垃圾回收器回收。即使当前内存空间不足，JVM也不会回收它，而是抛出 OutOfMemoryError 错误，使程序异常终止。如果想中断强引用和某个对象之间的关联，可以显式地将引用赋值为null，这样一来的话，JVM在合适的时间就会回收该对象
软引用????： 在使用软引用时，如果内存的空间足够，软引用就能继续被使用，而不会被垃圾回收器回收，只有在内存不足时，软引用才会被垃圾回收器回收。（软引用可用来实现内存敏感的高速缓存,比如网页缓存、图片缓存等。使用软引用能防止内存泄露，增强程序的健壮性）
弱引用????： 具有弱引用的对象拥有的生命周期更短暂。因为当 JVM 进行垃圾回收，一旦发现弱引用对象，无论当前内存空间是否充足，都会将弱引用回收。不过由于垃圾回收器是一个优先级较低的线程，所以并不一定能迅速发现弱引用对象
虚引用????： 虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。（注意哦，其它引用是被JVM回收后才被传入ReferenceQueue中的。由于这个机制，所以虚引用大多被用于引用销毁前的处理工作。可以使用在对象销毁前的一些操作，比如说资源释放等。）
通常ThreadLocalMap的生命周期跟Thread（注意线程池中的Thread）一样长，如果没有手动删除对应key（线程使用结束归还给线程池了，其中的KV不再被使用但又不会GC回收，可认为是内存泄漏），一定会导致内存泄漏，但是使用弱引用可以多一层保障：弱引用ThreadLocal会被GC回收，不会内存泄漏，对应的value在下一次ThreadLocalMap调用set,get,remove的时候会被清除，Java8已经做了上面的代码优化。
以上是如何使用Java中的ThreadLocal類別？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
