Threadlocal的定义
ThreadLocal叫做线程变量，意思是ThreadLocal中填充的变量属于当前线程，该变量对其他线程而言是隔离的，也就是说该变量是当前线程独有的变量。ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，那么每个线程可以访问自己内部的副本变量。
ThreadLoal 变量，线程局部变量，同一个 ThreadLocal 所包含的对象，在不同的 Thread 中有不同的副本。这里有几点需要注意：
因为每个 Thread 内有自己的实例副本，且该副本只能由当前 Thread 使用。这是也是 ThreadLocal 命名的由来。
既然每个 Thread 有自己的实例副本，且其它 Thread 不可访问，那就不存在多线程间共享的问题。
ThreadLocal 提供了线程本地的实例。它与普通变量的区别在于，每个使用该变量的线程都会初始化一个完全独立的实例副本。ThreadLocal 变量通常被private static修饰。当一个线程结束时，它所使用的所有 ThreadLocal 相对的实例副本都可被回收。
Threadlocal 为何引发内存泄漏问题
我们通过一张图来清楚地表示ThreadLocal的引用关系:
内存泄漏（Memory Leak）是指程序中已动态分配的堆内存由于某种原因程序未释放或无法释放，造成系统内存的浪费，导致程序运行速度减慢甚至系统崩溃等严重后果。
2.1造成泄漏的原因：
由于Entry中value是强引用，key为弱引用；当GC回收ThreadLocal后，由于value是强引用，无法被回收，所以造成了内存泄漏。
因此，ThreadLocal内存泄漏的根源是：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一样长，如果没有手动删除对应的key就会导致内存泄漏，而并不是因为弱引用。
2.2 解决办法：
1.使用ThreadLocal时，一般建议将其声明为static final的，避免频繁创建ThreadLocal实例。
2.尽量避免存储大对象，如果非要存，那么尽量在访问完成后及时调用remove()删除掉。
2.3 ThreadLocal会在以下过程中清理过期节点：
调用set()方法时，采样清理、全量清理，扩容时还会继续检查。
调用get()方法，没有直接命中，向后环形查找时。
调用remove()时，除了清理当前Entry，还会向后继续清理。
2.4 那么为什么 key 要用弱引用
在 ThreadLocalMap 中的set/getEntry 方法中，会对 key 为 null（也即是 ThreadLocal 为 null ）进行判断，如果为 null 的话，那么会把 value 置为 null 的．这就意味着使用threadLocal , CurrentThread 依然运行的前提下．就算忘记调用 remove 方法，弱引用比强引用可以多一层保障：弱引用的 ThreadLocal 会被回收．对应value在下一次 ThreadLocaI 调用 get()/set()/remove() 中的任一方法的时候会被清除，从而避免内存泄漏．
2.4 ThreadLocal正确的使用方法
1.使用完ThreadLocal ,最好手动调用 remove() 方法，防止出现内存溢出，因为中使用的key为ThreadLocal的弱引用， 如果ThreadLocal没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候会被清理掉的，但是如果value是强引用，不会被清理， 这样一来就会出现 key 为 null 的 value。
2.将ThreadLocal变量定义成private static的，这样的话ThreadLocal的生命周期就更长，由于一直存在ThreadLocal的强引用，所以ThreadLocal也就不会被回收，也就能保证任何时候都能根据ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值，然后remove它，防止内存泄露
3.ThreadLocal与Synchronized的区别
ThreadLocal<T>其实是与线程绑定的一个变量。ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。
但是ThreadLocal与synchronized有本质的区别：
1、Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。
2、Synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本
，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。
而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。
4 ThreadLocal的简单使用
从下方示例中我们可以看到，两个线程分表获取了自己线程存放的变量，他们之间变量的获取并不会错乱。
package Demo01;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
public class ThreadLocalDemo {
private static ThreadLocal<String> ThreadLocal = new ThreadLocal<>();
static void print(String str) {
//打印当前线程中本地内存中本地变量的值
System.out.println(str + " :" + ThreadLocal.get());
//清除本地内存中的本地变量
ThreadLocal.remove();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
ThreadLocal.set("线程1");
print("1号线程");
System.out.println(ThreadLocal.get());
}
}).start();
Thread.sleep(3000);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
ThreadLocal.set("线程2");
print("2号线程");
System.out.println(ThreadLocal.get());
}
}).start();
}
}
打印结果:
1号线程 :线程1
null
2号线程 :线程2
null5 ThreadLocal 常见使用场景
ThreadLocal 适用于如下两种场景
- 1、每个线程需要有自己单独的实例
- 2、实例需要在多个方法中共享，但不希望被多线程共享
对于第一点，每个线程拥有自己实例，实现它的方式很多。例如可以在线程内部构建一个单独的实例。ThreadLoca 可以以非常方便的形式满足该需求。
对于第二点，可以在满足第一点（每个线程有自己的实例）的条件下，通过方法间引用传递的形式实现。ThreadLocal 使得代码耦合度更低，且实现更优雅。
场景一:存储用户Session
一个简单的用ThreadLocal来存储Session的例子：
private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();
public static Session getSession() throws InfrastructureException {
Session s = (Session) threadSession.get();
try {
if (s == null) {
s = getSessionFactory().openSession();
threadSession.set(s);
}
} catch (HibernateException ex) {
throw new InfrastructureException(ex);
}
return s;
}场景二:数据跨层传递（controller,service, dao）
每个线程内需要保存类似于全局变量的信息（例如在拦截器中获取的用户信息），可以让不同方法直接使用，避免参数传递的麻烦却不想被多线程共享（因为不同线程获取到的用户信息不一样）。
例如，用 ThreadLocal 保存一些业务内容（用户权限信息、从用户系统获取到的用户名、用户ID 等），这些信息在同一个线程内相同，但是不同的线程使用的业务内容是不相同的。
在线程生命周期内，都通过这个静态 ThreadLocal 实例的 get() 方法取得自己 set 过的那个对象，避免了将这个对象（如 user 对象）作为参数传递的麻烦
场景三:Spring使用ThreadLocal解决线程安全问题
解决线程安全问题在Spring的Web项目中，我们通常会将业务分为Controller层，Service层，Dao层，我们都知道@Autowired注解默认使用单例模式，那么不同请求线程进来之后，由于Dao层使用单例，那么负责数据库连接的Connection也只有一个，如果每个请求线程都去连接数据库，那么就会造成线程不安全的问题
Spring是如何解决这个问题的呢？
在Spring项目中Dao层中装配的Connection肯定是线程安全的，其解决方案就是采用ThreadLocal方法，当每个请求线程使用Connection的时候，都会从ThreadLocal获取一次，如果为null，说明没有进行过数据库连接，连接后存入ThreadLocal中，如此一来，每一个请求线程都保存有一份 自己的Connection。于是便解决了线程安全问题ThreadLocal在设计之初就是为解决并发问题而提供一种方案，每个线程维护一份自己的数据，达到线程隔离的效果
慎用的场景
1.线程池中线程调用使用ThreadLocal 由于线程池中对线程管理都是採用线程复用的方法。在线程池中线程非常难结束甚至于永远不会结束。这将意味着线程持续的时间将不可预測，甚至与JVM的生命周期一致
2.异步程序中，ThreadLocal的參数传递是不靠谱的， 由于线程将请求发送后。就不再等待远程返回结果继续向下运行了，真正的返回结果得到后，处理的线程可能是其他的线程。Java8中的并发流也要考虑这种情况
3.使用完ThreadLocal ，最好手动调用 remove() 方法，防止出现内存溢出，因为中使用的key为ThreadLocal的弱引用， 如果ThreadLocal没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候会被清理掉的，但是如果value是强引用，不会被清理， 这样一来就会出现 key 为 null 的 value。
