本篇内容介绍了“如何掌握ThreadLocal的相关知识点”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
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根据 Java 官方文档的描述，我们可知 ThreadLocal类用于提供线程内部的局部变量，其在多线程环境下能保证各个线程内部变量的隔离性。
换言之，ThreadLocal提供线程内的局部变量，不同线程之间不会相互干扰，该变量作用范围贯穿线程的生命周期，减少同一线程内多个方法或组件之间一些公共变量传递的复杂度。
| 返回值 | 方法名 | 描述 |
|---|---|---|
| T | get() | 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值 |
| void | remove() | 移除此线程局部变量当前线程的值 |
| void | set(T value) | 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值 |
需求：用 3 名画家在一个画布上各自绘制一种颜色，并打印出其绘制的颜色。
/**
* 画布类
*/
public class Canvas {
private String content;
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
}
/**
* 画家类
*/
public class Painter extends Thread {
private String name;
private Canvas canvas;
private String color;
public Painter(String name, Canvas canvas, String color) {
this.name = name;
this.canvas = canvas;
this.color = color;
}
@Override
public void run() {
canvas.setContent(color);
System.out.println(this.name + "在画板绘制" + canvas.getContent());
}
}
/**
* 启动类
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
// 创建画布
Canvas canvas = new Canvas();
Painter painter1 = new Painter("小强", canvas, "红色");
Painter painter2 = new Painter("旺财", canvas, "黄色");
Painter painter3 = new Painter("狗蛋", canvas, "蓝色");
painter1.start();
painter2.start();
painter3.start();
}
}执行结果如下：
小强在画板绘制蓝色 旺财在画板绘制黄色 狗蛋在画板绘制黄色
显然，在多线程访问同一个资源(画布)的情况下，输出结果出现并发问题。
现有 2 种解决方案：一种是在 run方法中加入 synchronized同步代码块，另一种是使用 ThreadLocal改造 Canvas类型。
由于本篇着重介绍 ThreadLocal， 故下边我们通过第二种方式解决上述问题。
修改 Canvas类为如下：
public class Canvas {
private ThreadLocal map = new ThreadLocal();
public String getContent() {
return map.get();
}
public void setContent(String content) {
map.set(content);
}
} 启动执行类，运行结果如下：
小强在画板绘制红色 狗蛋在画板绘制蓝色 旺财在画板绘制黄色
结果正常输出。
| 名称 | 原理 | 侧重点 |
|---|---|---|
| ThreadLocal | 空间换时间，每个线程都都提供一份变量副本，从而实现同时访问而不相互干扰 | 多线程之间资源相互隔离 |
| synchronized | 时间换空间，只提供一个变量，让线程排队访问 | 多线程之间共享资源，同步访问 |
在看源码之前，我们可以试着猜测 ThreadLocal内部结构是怎样的。
比如，ThreadLocal内部定义了一个 Map容器。当调用 ThreadLocal实例的 set方法时，以当前线程名/当前线程实例作为 key, 需要保存的内容作为 value 进行操作。当调用 get方式时，以当前线程名/当前线程实例作为 key 获取数据。
上述方案看似可以正常实现功能，实则存在一些问题：
1) 由 ThreadLocal 维护 key-value 容器，当线程增多并调用 ThreadLocal 实例 的set 方法时，key-value 容器也随之增大，即内存占用也随之增大。 2) 当调用 ThreadLocal 实例方法的对象为线程池中的线程时，无法区分线程是否被循环使用，即当前线程之前已从线程池中被拿出调用 ThreadLocal 实例的 set 方法，如果当前调用 get 方法就会取出之前的数据造成数据污染等问题。
那么，ThreadLocal内部到底是怎么实现线程间内部变量的隔离性的呢？
如上图，由 Thread实例内部维护名为 ThreadLocalMap的容器，其元素是以 ThreadLocal实例为 key ，保存对象作为 value 的数据结构，与我们猜测的实现方式相反。
对比我们之前设想的方案，JDK 实现方案有 2 个好处：
1) Map 存储的 Entry 数量变少 2) 当线程销毁时，ThreadLocalMap 也随之销毁，减少内存使用
我们针对常用的 set、get、remove方法进行源码剖析。
public void set(T value) {
// 获取当前线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取当前线程对象维护的 ThreadLocalMap 对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
// 如果 map 存在设置 entry
map.set(this, value);
else
// 如果 map 不存在，由于 threadLocal 实例帮忙创建并绑定数据
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}set 方法执行流程：
1) 获取当前线程对象 2) 通过当前线程对象获取 ThreadLocalMap 对象 3) 如果 ThreadLocalMap 对象存在，则将入参设置进 ThreadLocalMap 对象中 4) 如果 ThreadLocalMap 对象不存在，则给当前线程创建 ThreadLocalMap 对象并设置入参
public T get() {
// 获取当前线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取当前线程对象维护的 ThreadLocalMap 对象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// 如果 map 不为空，以当前的 ThreadLocal 实例为 key, 获取数据
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// 如果 map 为空，初始化值，通常为 null
return setInitialValue();
}
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;
}
protected T initialValue() {
return null;
}get 方法执行流程：
1) 获取当前线程对象 2) 通过当前线程对象获取 ThreadLocalMap 对象 3) 如果 ThreadLocalMap 对象存在，则以当前的 ThreadLocal 实例为 key, 获取数据 4) 如果 ThreadLocalMap 对象不存在，则通过 initialValue 方法初始化 value 值。
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}remove 方法执行流程：
1) 通过当前线程对象获取 ThreadLocalMap 对象 2) 如果 ThreadLocalMap 对象存在，则以当前的 ThreadLocal 实例为 key, 进行数据删除
ThreadLocalMap是 ThreadLocal的内部类，其没有实现 Map接口，单独实现了 Map的功能。
成员变量：
/** * 初始容量，必须是 2 的整次幂 */ private static final int INITIAL_CAPACITY = 16; /** * 存放数据的 table，数据长度也是 2 的整次幂 */ private Entry[] table; /** * 数组中 entry 的个数 */ private int size = 0; /** * 进行扩展的阀值 */ private int threshold; // Default to 0
Entry 内部类：
