ThreadLocal簡介

ThreadLocal 的作用是提供線程內的局部變量，這種變量在線程的生命周期內起作用，減少同一個線程內多個函數或者組件之間一些公共變量的傳遞的復雜度。

當使用ThreadLocal維護變量時，ThreadLocal為每個使用該變量的線程提供獨立的變量副本，所以每一個線程都可以獨立地改變自己的副本，而不會影響其它線程所對應的副本。

ThreadLocal的使用

ThreadLocal類接口很簡單，只有4個方法：

• public void set(Object value)：設置當前線程的線程局部變量的值。
• public Object get()：該方法返回當前線程所對應的線程局部變量。
• public void remove()：將當前線程局部變量的值刪除，目的是為了減少內存的占用。不過調用remove不是必要的，因為在線程結束后系統會自動回收ThreadLocal。
• protected Object initialValue()：用來設置ThreadLocal的初始值，該函數在調用get函數的時候會第一次調用。通常該函數只會被調用一次，除非手動調用了remove函數之后又調用get函數，這種情況下，get函數中還是會調用initialValue函數。

在JDK5.0中，ThreadLocal已經支持泛型，該類的類名已經變為ThreadLocal<T>。API方法也相應進行了調整，新版本的API方法分別是void set(T value)、T get()以及T initialValue()。

public class ThisUser {
    protected static ThreadLocal<User> instance = new ThreadLocal<>();

    public static User get(){
        return (instance.get());
    }

    public static void set(User user){
        instance.set(user);
        return ;
    }

    public static void remove(){
        instance.remove();
        return;
    }
}

ThreadLocal實現原理

每個Thread維護一個ThreadLocalMap映射表，這個映射表的key就是ThreadLocal本身，value是真正需要存儲的Object。也就是說ThreadLocal本身不存儲值，它只是作為一個key來讓線程從ThreadLocalMap獲取value。

值得注意的是圖中的虛線，表示 ThreadLocalMap是使用 ThreadLocal 的弱引用作為 Key 的，弱引用的對象在 GC 時會被回收。為什么使用弱引用呢？下面我們分兩種情況討論：

• key 使用強引用 ：引用的ThreadLocal的對象被回收了，但是 ThreadLocalMap還持有ThreadLocal的強引用，如果沒有手動刪除，ThreadLocal不會被回收，導致 Entry 內存泄漏。
• key 使用弱引用 ：引用的ThreadLocal的對象被回收了，由于 ThreadLocalMap持有ThreadLocal的弱引用，即使沒有手動刪除， ThreadLocal也會被回收。 value 在下一次ThreadLocalMap調用 set，get，remove 的時候會被清除。

因此，ThreadLocal如果內存泄漏了，那么它的的根源就是：由于 ThreadLocalMap 的生命周期跟 Thread 一樣長，如果沒有手動刪除對應 key 就會導致內存泄漏，而不是因為弱引用。而我們使用弱引用，還可以加多一層內存不會泄露的保障。

ThreadLocal 的應用場景

最常見的ThreadLocal使用場景為 用來解決 數據庫連接、Session管理等。

舉一個在實際中應用的例子，例如，我們有一個銀行的BankDAO類和一個個人賬戶的PeopleDAO類，現在需要個人向銀行進行轉賬，在PeopleDAO類中有一個賬戶減少的方法，BankDAO類中有一個賬戶增加的方法，那么這兩個方法在調用的時候必須使用同一個Connection數據庫連接對象，如果他們使用兩個Connection對象，則會開啟兩段事務，可能出現個人賬戶減少而銀行賬戶未增加的現象。

使用同一個Connection對象的話，在應用程序中可能會設置為一個全局的數據庫連接對象，從而避免在調用每個方法時都傳遞一個Connection對象。問題是當我們把Connection對象設置為全局變量時，你不能保證是否有其他線程會將這個Connection對象關閉，這樣就會出現線程安全問題。

解決辦法就是在進行轉賬操作這個線程中，使用ThreadLocal中獲取Connection對象，這樣，在調用個人賬戶減少和銀行賬戶增加的線程中，就能從ThreadLocal中取到同一個Connection對象，并且這個Connection對象為轉賬操作這個線程獨有，不會被其他線程影響，保證了線程安全性。

public class TransactionThreadLocal {
 
    private static ThreadLocal<Connection> tc = new ThreadLocal<>();

    /**
     * 返回當前線程的數據庫連接
     * @return
     * @throws SQLException
     */
    public static Connection getConnection() throws SQLException{
        Connection connection = tc.get();
        if(connection == null){
            connection = C3P0Utils.getConnection();
            tc.set(connection);
        }
        return connection;
    }
    
    /**
     * 開啟事務
     * @throws SQLException
     */
    public static void startTransaction() throws SQLException{
        getConnection().setAutoCommit(false);
    }

    /**
     * 提交事務
     * @throws SQLException
     */
    public static void commit() throws SQLException{
        getConnection().commit();
    }
    
    /**
     * 事務回滾
     * @throws SQLException
     */
    public static void rollback() throws SQLException{
        getConnection().rollback();
    }
    
    /**
     * 關閉數據庫
     * @throws SQLException
     */
    public static void close() throws SQLException{
        getConnection().close();//關閉數據庫
        tc.remove();//將該線程的connection對象移除
    }
}

使用ThreadLocal對象來保存Connection對象有一個好處，它可以保證當前線程中任何地方的Connection數據庫連接都是相同的。ThreadLocal類中有一個get()方法，該方法用來獲取當前線程的保存的ThreadLocal中的對象，每個線程保存的是該對象的一個副本，不同線程之間不會互相影響，一個線程對該對象的修改不會影響其他線程中該對象的值。