ThreadLocal提供了线程局部变量（thread-local variables），这些变量只属于当前线程，而不会被其它线程读取或者修改。
它通常在类中被定义为private static的。
文章主要分析ThreadLocal用法及实现原理，涉及到Thread、ThreadLocal、ThreadLocal.ThreadLocalMap三个类。
其中，每个Thread都持有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap实例；而ThreadLocal实例则是用来操作ThreadLocal.ThreadLocalMap实例的。
只是看看与thread-local变量相关的部分源码。
// 每个Thread类的实例都持有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap实例，在用到threal-local变量的时候，该实例会被创建
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
ThreadLocalMap以ThreadLocal实例作为key，以用户提供的thread-local变量作为value。
/**
* 返回thread-local变量，如果没有，使用initialValue方法初始化一个并将该值放入当前线程的ThreadLocalMap实例中
*/
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t); // 获取当前线程t的ThreadLocalMap实例引用
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); // 以当前ThreadLocal实例为key，从ThreadLocalMap实例中查找该key关联的value
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// ThreadLocalMap实例为null，或者该ThreadLocalMap实例中没有与当前ThreadLocal关联的值
return setInitialValue();
}
/**
* 初始化ThreadLocalMap实例和thread-local变量的值，并将其与当前ThreadLocal实例关联
*/
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
/**
* 给线程t的 threadLocals 属性赋值
*/
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
/**
* 获取线程t的 threadLocals 属性值
*/
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
以当前ThreadLocal实例为key，将value放入ThreadLocalMap实例中
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
将当前ThreadLocal实例及与其关联value从当前线程的ThreadLocalMap实例中删除
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}
// thread-local变量为当前线程的名字 + 随机数
private static final ThreadLocal<String> THREAD_LOCAL =
ThreadLocal.withInitial(() -> Thread.currentThread().getName() + "--随机数: " + new Random().nextInt(100));
public static void main(String[] args) {
int nThreads = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(nThreads);
List<Future<String>> futures = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < nThreads << 1; i++) {
int finalI = i;
Future<String> submit =
executorService.submit(() -> {
String s = THREAD_LOCAL.get() + "----" + finalI;
THREAD_LOCAL.remove(); //注释掉这一行，则线程池里每一个线程对应的thread-local变量将不会改变
return s;
});
futures.add(submit);
}
executorService.shutdown();
futures.forEach(e -> {
try {
String string = e.get();
log.info(string);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e1) {
e1.printStackTrace();
}
});
}
Thread、ThreadLocal、ThreadLocal.ThreadLocalMap三者关系
也就是说ThreadLocal使Thread和ThreadLocal.ThreadLocalMap协作来完成thread-local变量的操作
ThreadLocal是一个范型类，你可以创建多个ThreadLocal实例以存储不同类型的thread-local变量。
由于线程Thread的threadLocals属性不会被多线程访问；并且，ThreadLocal的get、set、remove等方法，也总是操作当前线程（Thread.currentThread()）的threadLocals属性。 所以这就避免了多线程竞争和线程安全的问题。但是，由于每个线程都有了自己独立的变量，内存上占用会多一些。这是一种以空间换时间的做法。