早在JDK 1.2的版本中就提供Java.lang.ThreadLocal，ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序。 

功能：当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单：在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量副本，Map中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。

我们可以跟踪JDK的源码(jdk1.8)去看看：

 

ThreadLocal的结构图

可以看到 public 的方法只有三个：get(), set() 和 remove();

 

1. 方法 void set(Object value)，用来设置线程局部变量的值

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public 
void 
set(T value) {
        
Thread t = Thread.currentThread();
        
ThreadLocalMap map = getMap(t);
        
if 
(map != 
null
)
            
map.set(
this
, value);
        
else
            
createMap(t, value);
    
}

　　

  • 首先，获取当前线程实例 t，将 t 作为 key 获取对应的 map；

  • 如果存在对应的 map，则将 value 添加进map；

  • 如果map为 null，则调用createMap方法，新建一个ThreadLocalMap。

createMap的源码为：

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void 
createMap(Thread t, T firstValue) {
        
t.threadLocals = 
new 
ThreadLocalMap(
this
, firstValue);
    
}

可以知道是new了一个ThreadLocalMap(); 

ThreadLocal将变量的各个副本值保存在各个线程对象实例里面。而线程对象实例是通过ThreadLocalMap数据结构来存储副本值。

有兴趣的话，大家可以直接去看下ThreadLocalMap的结构。在这里就不作详细介绍了。

在此贴下ThreadLocalMap的构造函数：

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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);
}

　　

 2. 方法 public Object get()，获取线程局部变量的值

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public 
T get() {
        
Thread t = Thread.currentThread();
        
ThreadLocalMap map = getMap(t);
        
if 
(map != 
null
) {
            
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(
this
);
            
if 
(e != 
null
) {
                
@SuppressWarnings
(
"unchecked"
)
                
T result = (T)e.value;
                
return 
result;
            
}
        
}
        
return 
setInitialValue();
    
}

get方法也是通过当前线程的实例 t 获取 map，

  • 如果对应的 map 不为 null，则返回结果

  • 如果 map 为 null，则调用setInitialValue()方法。

setInitialValue的代码为：

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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;
    
}

 

3. 方法public void remove()，删除线程局部变量

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public 
void 
remove() {
         
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
         
if 
(m != 
null
)
             
m.remove(
this
);
     
}

　　将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。