前言
ThreadLocal类位于java.lang包下，jdk1.2开始引入。ThreadLocal为每个使用该类变量的线程提供单独的副本，线程之间不会互相影响。就是说在A线程设置的值只能在A线程读取到，在B线程是读取不到的。
在多线程环境下，每个线程都有自己的数据。一个线程使用自己的局部变量比使用全局变量好，因为局部变量只有线程自己能看见，不会影响其他线程，而全局变量的修改必须加锁。
但是局部变量也有问题，就是在函数调用的时候，传递起来很麻烦。
基本使用
这个类一共提供了四个方法。
-
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。 -
get()返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。 -
remove()移除此线程局部变量当前线程的值。 -
initialValue()返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。该实现返回 null；如果程序员希望线程局部变量具有null以外的值，则必须为 ThreadLocal 创建子类，并重写此方法。通常将使用匿名内部类完成此操作。
下面看看ThreadLocal是如何解决这一问题的：
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class ThreadLocalDemo {
private ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
public void test() {
threadLocal.set("hello");
printValue(); //打印 main -> hello
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
printValue(); //打印 Thread-0 -> null
}
}).start();
}
private void printValue() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -> " + threadLocal.get());
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ThreadLocalDemo demo = new ThreadLocalDemo();
demo.test();
Thread.sleep(1000); //防止程序结束
}
}
从上面代码中可以看到不同线程获取到的值是不一样的，在主线程设置的值只能在主线程获取到，在子线程返回了一个null。同时把ThreadLocal生明为全局变量，也不会影响各线程之间的值。
源码分析
下面的代码取自ThreadLocal类，展示了最基本的几个方法。
//每个Thread都有自己的ThreadLocalMap
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//在不同线程调用这个方法获取到的ThreadLocalMap对象是不一样的，
//所以从Map取到的对象更加不可能是一样了。
if (map != null)
//用当前对象作为key存储value
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
//用当前对象作为key获取value
//由于是用当前对象作为key，所以一个ThreadLocal对象只能存储一个值。
//如果想要存储几个值可以多用几个ThreadLocal。
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
//用当前对象作为key移除value
m.remove(this);
}
上面的代码可以很容易看出ThreadLocal的原理，但是由于ThreadLocal的代码太多，这只是很小的一部分，为了便于大家理解问题，我写了一个类模拟ThreadLocal的实现。
public class ThreadLocal<T> {
//每个线程有单独的Map来保证变量在不同线程之间互不影响
private static final Map<Thread, Map<ThreadLocal, Object>> tMap = new ConcurrentHashMap<>();
public void set(T value) {
Thread thread = Thread.currentThread();
Map<ThreadLocal, Object> map = tMap.get(thread);
if (map != null) {
map.put(this, value);
} else {
map = new ConcurrentHashMap<>();
tMap.put(thread, map);
map.put(this, value);
}
}
public T get() {
Thread thread = Thread.currentThread();
Map<ThreadLocal, Object> map = tMap.get(thread);
if (map != null) {
return (T) map.get(this);
}
return null;
}
public void remove() {
Thread thread = Thread.currentThread();
Map<ThreadLocal, Object> map = tMap.get(thread);
if (map != null) {
map.remove(this);
}
}
}
总结
每个Thread都有自己的ThreadLocalMap，存储value的时候会存储到自己的ThreadLocalMap，所以在哪个线程设置的value就只能在哪个线程获取到，其他Thread是获取不到的。因为ThreadLocal类用this当做key，所以每个ThreadLocal最多存储一个value。如果想要存储几个值可以多用几个ThreadLocal。
