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并发编程之ThreadLocal深入理解

亿华云2025-10-04 03:43:05【域名】1人已围观

简介前言在日常的开发中，我们经常会遇到在当前运行线程中保存一些信息，并且各线程之间是隔离的，不会相互影响，不存在并发问题，通过这样的方式来实现请求调用链中方法之间参数传递的解耦，提升代码结构的稳定性等。J

前言

在日常的并发编程开发中，我们经常会遇到在当前运行线程中保存一些信息，深入并且各线程之间是理解隔离的，不会相互影响，并发编程不存在并发问题，深入通过这样的理解方式来实现请求调用链中方法之间参数传递的解耦，提升代码结构的并发编程稳定性等。Java ThreadLocal就是深入用于实现这一目标的。在学习之前我们先带着以下几个问题：

ThreadLocal 是理解什么? ThreadLocal 怎么用? ThreadLocal 和线程同步机制相比较? ThreadLocal 是如何实现线程隔离的呢? ThreadLocal 如何避免内存泄漏呢? ThreadLocal 与 Thread、ThreadLocalMap 之间的并发编程关系?

以下分析均基于JDK1.8。

什么是深入ThreadLocal

ThreadLocal，很多地方叫做线程本地变量，理解也有些地方叫做线程本地存储。并发编程

ThreadLocal为变量在每个线程中都创建了一个副本，深入那么每个线程可以访问自己内部的理解副本变量，这样同时多个线程访问该变量并不会彼此相互影响，因此他们使用的都是自己从内存中拷贝过来的变量的网站模板副本，这样就不存在线程安全问题，也不会影响程序的执行性能。

注意：虽然ThreadLocal能够解决上面说的问题，但是由于在每个线程中都创建了副本，所以要考虑它对资源的消耗，比如内存的占用会比不使用ThreadLocal要大。

ThreadLocal 怎么用

通常使用静态的变量来维护ThreadLocal，如:

static ThreadLocal<String> sThreadLocal = new ThreadLocal<String>

会自动在每一个线程上创建一个 T 的副本，副本之间彼此独立，互不影响，可以用 ThreadLocal 存储一些参数，以便在线程中多个方法中使用，用以代替方法传参的做法。

通过一个例子来了解 ThreadLocal：

package com.niuh.threadlocal; /** * <p> * ThreadLocal 示例 * </p> */ public class ThreadLocalDemo { /** * ThreadLocal变量，每个线程都有一个副本，互不干扰 */ public static final ThreadLocal<String> THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>(); public static void main(String[] args) throws Exception { new ThreadLocalDemo().threadLocalTest(); } public void threadLocalTest() throws Exception { // 主线程设置值 THREAD_LOCAL.set("一角钱技术"); String v = THREAD_LOCAL.get(); System.out.println("Thread-0线程执行之前，" + Thread.currentThread().getName() + "线程取到的值：" + v); new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { String v = THREAD_LOCAL.get(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程取到的值：" + v); // 设置 threadLocal THREAD_LOCAL.set("一角钱技术2020"); v = THREAD_LOCAL.get(); System.out.println("重新设置之后，" + Thread.currentThread().getName() + "线程取到的值为：" + v); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程执行结束"); } }).start(); // 等待所有线程执行结束 Thread.sleep(3000L); v = THREAD_LOCAL.get(); System.out.println("Thread-0线程执行之后，" + Thread.currentThread().getName() + "线程取到的值：" + v); } }

首先通过 static final 定义了一个 THREAD_LOCAL 变量，其中 static 是香港云服务器为了确保全局只有一个保存 String 对象的 ThreadLocal 实例;final 确保 ThreadLocal 的实例不可更改，防止被意外改变，导致放入的值和取出来的不一致，另外还能防止 ThreadLocal 的内存泄漏。上面的例子是演示在不同的线程中获取它会得到不同的结果，运行结果如下：

Thread-0线程执行之前，main线程取到的值：一角钱技术 Thread-0线程取到的值：null 重新设置之后，Thread-0线程取到的值为：一角钱技术2020 Thread-0线程执行结束 Thread-0线程执行之后，main线程取到的值：一角钱技术

首先在 Thread-0 线程执行之前，先给 THREAD_LOCAL 设置为一角钱技术，然后可以取到这个值; 然后通过创建一个新的线程以后去取这个值，发现新线程取到的为 null，意味着这个变量在不同线程中取到的值是不同的，不同线程之间对于 ThreadLocal 会有对应的副本; 接着在线程 Thread-0 中执行对 THREAD_LOCAL 的云服务器提供商修改，将值改为一角钱技术2020，可以发现线程 Thread-0 获取的值变为了一角钱技术2020，主线程依然会读取到属于它的副本数据一角钱技术，这就是线程的封闭。

看到这里，我相信大家一定会好奇 ThreadLocal 是如何做到多个线程对同一对象 set 操作，但是 get 获取的值还都是每个线程 set 的值呢。

ThreadLocal和线程同步机制相比较

ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。

在同步机制中，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。

而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

总的来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

ThreadLocal源码解析

成员变量

// 当前 ThreadLocal 的 hashCode，由 nextHashCode() 计算而来 // 用于计算当前 ThreadLocal 在 ThreadLocalMap 中的索引位置 private final int threadLocalHashCode = nextHashCode(); // 哈希魔数，主要与斐波那契散列法以及黄金分割有关 private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647; // 返回计算出的下一个哈希值，其值为 i * HASH_INCREMENT，其中 i 代表调用次数 private static int nextHashCode() { return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT); } // 保证了在一台机器中每个 ThreadLocal 的 threadLocalHashCode 是唯一的 private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();

其中的 HASH_INCREMENT 也不是随便取的，它转化为十进制是 1640531527，2654435769 转换成 int 类型就是 -1640531527，2654435769 等于 (√5-1)/2 乘以 2 的 32 次方。(√5-1)/2 就是黄金分割数，近似为 0.618，也就是说 0x61c88647 理解为一个黄金分割数乘以 2 的 32 次方，它可以保证 nextHashCode 生成的哈希值，均匀的分布在 2 的幂次方上，且小于 2 的 32 次方。

下面是 javaspecialists 中一篇文章对它的介绍：

This number represents the golden ratio (sqrt(5)-1) times two to the power of 31 ((sqrt(5)-1) * (2^31)). The result is then a golden number, either 2654435769 or -1640531527.

下面用例子来证明下：

private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647; public static void main(String[] args) throws Exception { int n = 5; int max = 2 << (n - 1); for (int i = 0; i < max; i++) { System.out.print(i * HASH_INCREMENT & (max - 1)); System.out.print(" "); } }

运行结果为：0 7 14 21 28 3 10 17 24 31 6 13 20 27 2 9 16 23 30 5 12 19 26 1 8 15 22 29 4 11 18 25

可以发现元素索引值完美的散列在数组当中，并没有出现冲突。

内部类ThreadLocalMap

ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的静态内部类，当一个线程有多个 ThreadLocal 时，需要一个容器来管理多个 ThreadLocal，ThreadLocalMap 的作用就是管理线程中多个 ThreadLocal。

ThreadLocalMap 其实就是一个简单的 Map 结构，底层是数组，有初始化大小，也有扩容阈值大小，数组的元素是 Entry。

ThreadLocalMap的数据结构是一个用数组表示的环，数组长度必须是2的次幂，同样通过hash方式确定节点在数组中的下标(hash值是ThreadLocal的递增变量，而不是hashcode值)，对于hash冲突的情况，采用线性探测法，直接将元素防止对应下标后面的下一个空闲单元。

ThreadLocalMap的key采用的是弱引用WeakReference，因此在使用过程中还需要注意及时清理key已经被gc回收的节点，及时释放无效空间。

关于弱引用可以查看《Java基础 |强引用、弱引用、软引用、虚引用》

成员属性

// 初始容量，必须为 2 的幂 private static final int INITIAL_CAPACITY = 16; // 存储 ThreadLocal 的键值对实体数组，长度必须为 2 的幂 private Entry[] table; // ThreadLocalMap 元素数量 private int size = 0; //扩容的阈值，默认是数组大小的三分之二 private int threshold; // Default to 0

Entry类

Entry是ThreadLocalMap的内部类，用来表示其中的节点，继承了弱引用WeadReference类。

// 键值对实体的存储结构 static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> { // 当前线程关联的 value，这个 value 并没有用弱引用追踪 Object value; /** * 构造键值对 * * @param k k 作 key,作为 key 的 ThreadLocal 会被包装为一个弱引用 * @param v v 作 value */ Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) { super(k); value = v; } }

Entry 的 key 就是 ThreadLocal 的引用，value 是 ThreadLocal 的值。同时，Entry也继承WeakReference，所以说Entry所对应key(ThreadLocal实例)的引用是一个弱引用。

弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

构造方法

1.ThreadLocalMap 提供了两个构造方法：

ThreadLocalMap(ThreadLocal firstKey, Object firstValue) { table = new Entry[INITIAL_CAPACITY]; int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1); table[i] = new Entry(firstKey, firstValue); size = 1; setThreshold(INITIAL_CAPACITY); }

根据第一个节点的key和value初始化map。初始化数组，确定节点在数组的下标，初始化table[i]，设置size和threshold。进行散列的hash值是ThreadLocal的threadLocalHashCode，递增生成。

2.ThreadLocalMap#ThreadLocalMap(ThreadLocalMap)

private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) { Entry[] parentTable = parentMap.table; int len = parentTable.length; setThreshold(len); table = new Entry[len]; for (int j = 0; j < len; j++) { Entry e = parentTable[j]; if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get(); if (key != null) { Object value = key.childValue(e.value); Entry c = new Entry(key, value); int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1); while (table[h] != null) h = nextIndex(h, len); table[h] = c; size++; } } } }

初始化数组和threshold，遍历节点加入数组。

擦除机制

ThreadLocalMap中内部类Entry，继承了WeakReference，其key值是弱引用类型，在没有强引用时会被gc回收，因此ThreadLocalMap要及时对这部分过期节点进行擦除。

1.ThreadLocalMap#expungeStaleEntry(int)

private int expungeStaleEntry(int staleSlot) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; // expunge entry at staleSlot tab[staleSlot].value = null; tab[staleSlot] = null; size--; // Rehash until we encounter null Entry e; int i; for (i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) { ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == null) { e.value = null; tab[i] = null; size--; } else { int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1); if (h != i) { tab[i] = null; // Unlike Knuth 6.4 Algorithm R, we must scan until // null because multiple entries could have been stale. while (tab[h] != null) h = nextIndex(h, len); tab[h] = e; } } } return i; }

擦除staleSlot处的无效节点，同时扫描处于staleSlot + 1 – 下一个null节点之间的节点，对于过期节点进行擦除，有效节点rehash，判断是否需要修改位置。

2.ThreadLocalMap#expungeStaleEntries()

private void expungeStaleEntries() { Entry[] tab = table; int len = tab.length; for (int j = 0; j < len; j++) { Entry e = tab[j]; if (e != null && e.get() == null) expungeStaleEntry(j); } }

全量扫描擦除，遍历数组中的所有节点，对于过期节点调用擦除方法expungeStaleEntry进行擦除。

3.ThreadLocalMap#cleanSomeSlots(int i, int n)

private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) { boolean removed = false; Entry[] tab = table; int len = tab.length; do { i = nextIndex(i, len); Entry e = tab[i]; if (e != null && e.get() == null) { n = len; removed = true; i = expungeStaleEntry(i); } } while ( (n >>>= 1) != 0); return removed; }

启发式扫描擦除。从 i+1 开始扫描检查，如果连续log n个单元不需要擦除则结束方法，否则找到一个过期节点，重置计数，将n置为数组长度，重新开始新一轮的扫描。只有扫描过程中有一个过期节点，则认为擦除成功，返回true。

ThreadLocalMap#getEntry(ThreadLocal)

/** * 返回 key 关联的键值对实体 * * @param key threadLocal * @return */ private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) { int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1); Entry e = table[i]; // 若 e 不为空，并且 e 的 ThreadLocal 的内存地址和 key 相同，直接返回 if (e != null && e.get() == key) { return e; } else { // 碰撞查找，从 i 开始向后遍历找到键值对实体 return getEntryAfterMiss(key, i, e); } }

我们再来看一下getEntryAfterMiss方法：

private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; while (e != null) { ThreadLocal<?> k = e.get(); if (k == key) return e; if (k == null) expungeStaleEntry(i); else i = nextIndex(i, len); e = tab[i]; } return null; }

用于在查找节点时没有直接命中的情况下进行线性的碰撞查找，对照查找过程中的过期节点，进行擦除。

ThreadLocalMap#remove(ThreadLocal)

private void remove(ThreadLocal<?> key) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; int i = key.threadLocalHashCode & (len-1); for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { if (e.get() == key) { e.clear(); expungeStaleEntry(i); return; } } }

根据key值移除节点。找到节点后不是简单的将该节点置为null，还需要调用擦除方法，不然该节点后面的hash冲突节点会无法通过getEntry获取到。

ThreadLocalMap#set(ThreadLocal, Object)

调用set() 时，会把当前 threadLocal 对象作为 key，想要保存的对象作为 value，存入 map。用于增加或覆盖节点，类似于Map接口的put方法。

/** * 在 map 中存储键值对<key, value> * * @param key threadLocal * @param value 要设置的 value 值 */ private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; // 计算 key 在数组中的下标 int i = key.threadLocalHashCode & (len - 1); // 遍历一段连续的元素，以查找匹配的 ThreadLocal 对象 for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) { // 获取该哈希值处的ThreadLocal对象 ThreadLocal<?> k = e.get(); // 键值ThreadLocal匹配，直接更改map中的value if (k == key) { e.value = value; return; } // 若 key 是 null，说明 ThreadLocal 被清理了，直接替换掉 if (k == null) { replaceStaleEntry(key, value, i); return; } } // 直到遇见了空槽也没找到匹配的ThreadLocal对象，那么在此空槽处安排ThreadLocal对象和缓存的value tab[i] = new Entry(key, value); int sz = ++size; // 进行启发式擦除，节点数量大于阈值。如果右节点擦除成功，节点数量不可能大于阈值 if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold) { // 扩容的过程也是对所有的 key 重新哈希的过程 rehash(); } }

我们依次来看看调用的几个方法：

1.ThreadLocalMap#replaceStaleEntry(ThreadLocal, Object, int)

private void replaceStaleEntry(ThreadLocal<?> key, Object value, int staleSlot) { Entry[] tab = table; int len = tab.length; Entry e; // Back up to check for prior stale entry in current run. // We clean out whole runs at a time to avoid continual // incremental rehashing due to garbage collector freeing // up refs in bunches (i.e., whenever the collector runs). int slotToExpunge = staleSlot; for (int i = prevIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = prevIndex(i, len)) if (e.get() == null) slotToExpunge = i; // Find either the key or trailing null slot of run, whichever // occurs first for (int i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) { ThreadLocal<?> k = e.get(); // If we find key, then we need to swap it // with the stale entry to maintain hash table order. // The newly stale slot, or any other stale slot // encountered above it, can then be sent to expungeStaleEntry // to remove or rehash all of the other entries in run. if (k == key) { e.value = value; tab[i] = tab[staleSlot]; tab[staleSlot] = e; // Start expunge at preceding stale entry if it exists if (slotToExpunge == staleSlot) slotToExpunge = i; cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len); return; } // If we didnt find stale entry on backward scan, the // first stale entry seen while scanning for key is the // first still present in the run. if (k == null && slotToExpunge == staleSlot) slotToExpunge = i; } // If key not found, put new entry in stale slot tab[staleSlot].value = null; tab[staleSlot] = new Entry(key, value); // If there are any other stale entries in run, expunge them if (slotToExpunge != staleSlot) cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len); }

slotToExpunge 表示第一个过期节点

从staleSlot向前扫描，扫描到第一个为null的节点截止，如果中间有过期节点，记录扫描过程中遇到的最后一个过期节点的下标为 slotToExpunge; 从staleSlot向后扫描，扫描找到key值对应的节点或null节点截止：如果在 [从staleSlot向前扫描] 中没有找到过期节点，需要本次扫描中遇到的第一个过期节点的下标记录为 slotToExpunge ;如果找到来 key值对应的节点，覆盖后将该节点移到 staleSlot 处，并将该节点的原来的位置作为过期节点处理;如果没有找到节点，新建节点放置到 staleSlot 处。如果在两次扫描中找到了过期节点，先对该节点进行擦除，并调用启发式扫描擦除。

总体来说，假如 i 下标处的节点是 staleSlot 节点左边离得最近的null节点，j 下标处的节点是 staleSlot 节点右边离得最近的null节点，并且key值对应的节点作为过期节点处理。

那么该方法的功能就两段：

将 key、value 组成节点放到 staleSlot 处; 如果在(i — j)的序列中扫描到了过期节点，那么擦除该节点，并从该节点后的第一个null节点开始启发式擦除。

之所以需要向前扫描，是为了避免在扫描过程中对有效节点的rehash后出现由过期节点导致的hash冲突。

2.ThreadLocalMap#rehash()

private void rehash() { expungeStaleEntries(); // Use lower threshold for doubling to avoid hysteresis if (size >= threshold - threshold / 4) resize(); }

启动全局扫描擦除，擦除后再次判断是否需要扩容。之所以叫做rehash，可以理解成在全局扫描中所有的有效节点都需要重新hash确定位置。可以看到，并不是节点数量大于阈值后就会触发扩容，只有全局扫描擦除后数量仍大于阈值的3/4(容量的1/2)才会进行扩容。

3.ThreadLocalMap#resize()

/** * 扩容，重新计算索引，标记垃圾值，方便 GC 回收 */ private void resize() { Entry[] oldTab = table; int oldLen = oldTab.length; // 新建一个数组，按照2倍长度扩容 int newLen = oldLen * 2; Entry[] newTab = new Entry[newLen]; int count = 0; // 将旧数组的值拷贝到新数组上 for (int j = 0; j < oldLen; ++j) { Entry e = oldTab[j]; if (e != null) { ThreadLocal<?> k = e.get(); // 若有垃圾值，则标记清理该元素的引用，以便GC回收 if (k == null) { e.value = null; // Help the GC } else { // 计算 ThreadLocal 在新数组中的位置 int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1); 如果发生冲突，使用线性探测往后寻找合适的位置 while (newTab[h] != null) h = nextIndex(h, newLen); newTab[h] = e; count++; } } } // 设置新的扩容阀值，为数组成都的三分之二 setThreshold(newLen); size = count; table = newTab; }

建立新数组，容量为原来的2倍，遍历数组中的元素，将有效节点hash后放入新数组，设置threshold，size等属性。

ThreadLocal的 remove 方法

remove 方法源码如下所示：

/** * 清理当前 ThreadLocal 对象关联的键值对 */ public void remove() { // 返回当前线程持有的 map ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread()); if (m != null) { // 从 map 中清理当前 ThreadLocal 对象关联的键值对 m.remove(this); } }

remove 方法的时序图如下所示：

remove 方法是先获取到当前线程的 ThreadLocalMap，并且调用了它的 remove 方法，从 map 中清理当前 ThreadLocal 对象关联的键值对，这样 value 就可以被 GC 回收了。

ThreadLocal的 set 方法

set 方法源码如下：

/** * 为当前 ThreadLocal 对象关联 value 值 * * @param value 要存储在此线程的线程副本的值 */ public void set(T value) { // 返回当前ThreadLocal所在的线程 Thread t = Thread.currentThread(); // 返回当前线程持有的map ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { // 如果 ThreadLocalMap 不为空，则直接存储<ThreadLocal, T>键值对 map.set(this, value); } else { // 否则，需要为当前线程初始化 ThreadLocalMap，并存储键值对 <this, firstValue> createMap(t, value); } }

set 方法的作用是把我们想要存储的 value 给保存进去。其主要流程为：

先获取当当前线程的引用; 利用这个引用来获取到 ThreadLocalMap; 如果 map 为空，则去创建一个 ThreadLocalMap; 如果 map 不为空，就利用 ThreadLocalMap 的 set 方法将 value 添加到 map 中。其中 map 就是 ThreadLocalMap。

调用 ThreadLocalMap.set() 时，会把当前 threadLocal 对象作为 key，想要保存的对象作为 value，存入 map。

set 方法的时序图如下所示：

ThreadLocal的 getMap 方法

/** * 返回当前线程 thread 持有的 ThreadLocalMap * * @param t 当前线程 * @return ThreadLocalMap */ ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; }

getMap 方法的作用主要是获取当前线程内的 ThreadLocalMap 对象，原来这个 ThreadLocalMap 是线程Thread类的一个属性，我们来看看 Thread 中相关的代码：

/** * ThreadLocal 的 ThreadLocalMap 是线程的一个属性，所以在多线程环境下 threadLocals 是线程安全的 */ ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

ThreadLocal的 get 方法

get 方法源码如下：

/** * 返回当前 ThreadLocal 对象关联的值 * * @return */ public T get() { // 返回当前 ThreadLocal 所在的线程 Thread t = Thread.currentThread(); // 从线程中拿到 ThreadLocalMap ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { // 从 map 中拿到 entry ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); // 如果不为空，读取当前 ThreadLocal 中保存的值 if (e != null) { @SuppressWarnings("unchecked") T result = (T) e.value; return result; } } // 若 map 为空，则对当前线程的 ThreadLocal 进行初始化，最后返回当前的 ThreadLocal 对象关联的初值，即 value return setInitialValue(); }

get 方法的主要流程为：

先获取到当前线程的引用; 获取当前线程内部的 ThreadLocalMap; 如果 map 存在，则获取当前 ThreadLocal 对应的 value 值; 如果 map 不存在或者找不到 value 值，则调用 setInitialValue() 进行初始化。

get 方法的时序图如下所示：

其中每个 Thread 的 ThreadLocalMap 以 threadLocal 作为 key，保存自己的线程的 value副本，也就是保存在每个线程中，并没有保存在 ThreadLocal 对象中。

小结

通过对源码的分析，现在我们来总结一下：

每个Thread维护着一个ThreadLocalMap的引用; ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，用Entry来进行存储; ThreadLocal创建的副本是存储在自己的threadLocals中的，也就是自己的ThreadLocalMap; ThreadLocalMap的键值为ThreadLocal对象，而且可以有多个threadLocal变量，因此保存在map中; 在进行get之前，必须先set，否则会报空指针异常，当然也可以初始化一个，但是必须重写initialValue()方法; ThreadLocal本身并不存储值，它只是作为一个key来让线程从ThreadLocalMap获取value。

ThreadLocal 应用场景

ThreadLocal 的特性也导致了应用场景比较广泛，主要的应用场景如下：

线程间数据隔离，各线程的 ThreadLocal 互不影响方便同一个线程使用某一对象，避免不必要的参数传递全链路追踪中的 traceId 或者流程引擎中上下文的传递一般采用 ThreadLocal Spring 事务管理器采用了 ThreadLocal Spring MVC 的 RequestContextHolder 的实现使用了 ThreadLocal

总结：面试常见问题

Thread、ThreadLocal 以及 ThreadLocalMap关系

通过对以上源码的分析，Thread、ThreadLocal 以及 ThreadLocalMap 的关系有了进一步的理解，我们再通过一张图来总结下:

ThreadLocal 是如何实现线程隔离的呢?

ThreadLocal 是如何做到线程数据隔离，前面源码分析 ThreadLocal 的 set 方法已经分析过，这里我们再总结一下：

ThreadLocal之所以能达到变量的线程隔离，其实就是每个线程都有一个自己的ThreadLocalMap对象来存储同一个threadLocal实例set的值，而取值的时候也是根据同一个threadLocal实例去自己的ThreadLocalMap里面找，自然就互不影响了，从而达到线程隔离的目的。如下图所示：

ThreadLocal内存泄漏问题

ThreadLocal 在没有外部强引用时，发生 GC时会被回收，那么 ThreadLocalMap 中保存的 key 值就变成了 null，而 Entry 又被 threadLocalMap 对象引用，threadLocalMap 对象又被 Thread 对象所引用，那么当 Thread 一直不终结的话，value 对象就会一直存在于内存中，也就导致了内存泄漏，直至 Thread 被销毁后，才会被回收。我们通过一张图来理解下：