簡介：

ThreadLocal 用來提供執行緒級別變數，變數只對當前執行緒可見。相比與“使用鎖控制共享變數訪問順序”的解決方案。 ThreadLocal通過 空間換時間的方案，規避了競爭問題，每個執行緒都有屬於自己的變數。

此時就產生了第一個問題： 執行緒如何維護屬於自己的變數副本

執行緒如何維護屬於自己的變數副本？

1.首先看下Thread類

public class Thread implements Runnable {
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
 

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
}
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Thread中有一個threadLocals 屬性表示執行緒的本地變數。這個屬性的型別是ThreadLocal.ThreadLocalMap

2.ThreadLocalMap是啥：

ThreadLocalMap 是ThreadLocal的內部類，他是類Map結構，也是儲存K-V結構資料，並用Entry封裝K-V。 不同的是 ThreadLocalMap的Entry的K只能是ThreadLocal型別物件，並且是一個弱引用。

 static class Entry extends WeakReference
 
<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k,Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
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也就是說執行緒通過一個類Map資料結構ThreadLocal.ThreadLocalMap 來儲存屬於自己的執行緒變數。

ThreadLocal.ThreadLocalMap 何時初始化？
ThreadLocal.ThreadLocalMap 如何存取值？
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3.ThreadLocal本尊

ThreadLocalMap 賦值，取值操作的入口在其外部類ThreadLocal中。

sett(v)方法內呼叫ThreadLocalMap 的set(this,v)方法存值。（類似Map的put(k,v)方法）

public void set(T value) {
    //1. 獲取當前執行緒例項物件
    Thread t = Thread.currentThread();
    //2. 通過當前執行緒例項獲取到ThreadLocalMap物件
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        //3. 如果Map不為null,則以當前threadLocl例項為key,值為value進行存入
        map.set(this,value);
    else
        //4.map為null,則新建ThreadLocalMap並存入value
        createMap(t,value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
}
void createMap(Thread t,T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this,firstValue);
}
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get()方法內呼叫ThreadLocalMap 的getEntry(this)方法取值（類似Map的get(k)方法）

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();
    }

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;
}
protected T initialValue() {
        return null;
}
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通過程式碼可以看出:

• 第一次操作執行緒的ThreadLocalMap屬性時，會初始化一個ThreadLocal.ThreadLocalMap ，set(v)會存入以引數為Value的KV資料，get()會存入以null為value的KV資料。
• ThreadLocal.ThreadLocalMap 存值操作入口是ThreadLocal.set(v)方法，並以當前ThreadLocal變數為key，引數為value。
• ThreadLocal.ThreadLocalMap 取值操作入口是ThreadLocal.get(v)方法，key為當前ThreadLocal變數

我們在從程式碼層面直觀的體會這個操作：

ThreadLocal threadLocal1 = new ThreadLocal();

//如果第一次給執行緒賦值，此處類似
// Map map = new HashMap(); map.put(threadLocal1,"變數第一次賦值")
threadLocal1.set("變數第一次賦值");//類似map.put(threadLocal1,"變數第一次賦值")

threadLocal1.set("變數第二次賦值");//類似map.put(threadLocal1,"變數第一次賦值")

System.out.println(threadLocal1.get());//類似map.get(threadLocal1)

輸出：變數第二次賦值
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至此執行緒的本地變數的本質就清晰了。就是Thread用類似Map的ThreadLocal.ThreadLocalMap資料結構來儲存以ThreadLocal型別的變數為Key的數值，並用ThreadLocal來存取刪，操作ThreadLocalMap。

• 當我們定義一個ThreadLocal變數時，其實就是在定義一個Key.
• 當我們呼叫set(v)方法時，就是以當前ThreadLocal變數為key，傳入引數為value，向ThreadLocal.ThreadLocalMap存資料。
• 當我們呼叫get()方法時，就是以當前ThreadLocal變數為key，從ThreadLocal.ThreadLocalMap取對應的資料

總結

Thread用類似Map的ThreadLocal.ThreadLocalMap資料結構來儲存以ThreadLocal型別的變數為Key的數值，並用ThreadLocal來存取刪，操作ThreadLocalMap

TreadLocal 是執行緒本地變數，從執行緒的角度出發，來看ThreadLocal，對於我們理解TreadLocal非常有幫助

擴充套件

1.ThreadLocalMap的Hash衝突解決辦法

採用線性探測的方式，根據key計算hash值，如果出現衝突，則向後探測，當到雜湊表末尾的時候再從0開始，直到找到一個合適的位置。

這種演演算法也決定了ThreadLocalMap不適合儲存大量資料。

2.ThreadLocalMap的擴容問題

threadLocalMap初始大小為16，載入因子為2/3，當size大於threshold時，就會進行擴容。

擴容時，新建一個大小為原來陣列長度的兩倍的陣列，然後遍歷舊陣列中的entry並將其插入到新的hash陣列中，在擴容的時候，會把key為null的Entry的value值設定為null. 以便記憶體回收，減少記憶體洩漏問題。