在java的多线程模块中，ThreadLocal是经常被提问到的一个知识点，提问的方式有很多种，可能是循序渐进也可能是就像我的题目那样，因此只有理解透彻了，不管怎么问，都能游刃有余。
这篇文章主要从以下几个角度来分析理解，以下源码基于jdk1.8。
1、ThreadLocal是什么
2、ThreadLocal怎么用
3、ThreadLocal源码分析
4、ThreadLocal内存泄漏问题
下面我们带着这些问题，一点一点揭开ThreadLocal的面纱。若有不正之处请多多谅解，并欢迎批评指正。
一、ThreadLocal是什么
从名字我们就可以看到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。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。
从字面意思来看非常容易理解，但是从实际使用的角度来看，就没那么容易了，作为一个面试常问的点，使用场景那也是相当的丰富：
1、在进行对象跨层传递的时候，使用ThreadLocal可以避免多次传递，打破层次间的约束。
2、线程间数据隔离
3、进行事务操作，用于存储线程事务信息。
4、数据库连接，Session会话管理。
现在相信你已经对ThreadLocal有一个大致的认识了，下面我们看看如何用？
二、ThreadLocal怎么用
既然ThreadLocal的作用是每一个线程创建一个副本，我们使用一个例子来验证一下：
1public class ThreadLocalTest01 {
2 public static void main(String[] args) {
3 //新建一个ThreadLocal
4 ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();
5 //新建一个随机数类
6 Random random = new Random();
7 //使用java8的Stream新建5个线程
8 IntStream.range(0, 5).forEach(a-> new Thread(()-> {
9 //为每一个线程设置相应的local值
10 local.set(a+" "+random.nextInt(10));
11 System.out.println("线程和local值分别是 "+ local.get());
12 try {
13 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
14 } catch (InterruptedException e) {
15 e.printStackTrace();
16 }
17 }).start());
18 }
19}
20/*线程和local值分别是 0 6
21 线程和local值分别是 1 4
22 线程和local值分别是 2 3
23 线程和local值分别是 4 9
24 线程和local值分别是 3 5 */
从结果我们可以看到，每一个线程都有各自的local值，我们设置了一个休眠时间，就是为了另外一个线程也能够及时的读取当前的local值。
这就是TheadLocal的基本使用，是不是非常的简单。那么为什么会在数据库连接的时候使用的比较多呢？
1class ConnectionManager {
2 private static Connection connect = null;
3 public static Connection openConnection() {
4 if(connect == null){
5 connect = DriverManager.getConnection();
6 }
7 return connect;
8 }
9 public static void closeConnection() {
10 if(connect!=null)
11 connect.close();
12 }
13}
上面是一个数据库连接的管理类，我们使用数据库的时候首先就是建立数据库连接，然后用完了之后关闭就好了，这样做有一个很严重的问题，如果有1个客户端频繁的使用数据库，那么就需要建立多次链接和关闭，我们的服务器可能会吃不消，怎么办呢？如果有一万个客户端，那么服务器压力更大。
这时候最好ThreadLocal，因为ThreadLocal在每个线程中对连接会创建一个副本，且在线程内部任何地方都可以使用，线程之间互不影响，这样一来就不存在线程安全问题，也不会严重影响程序执行性能。是不是很好用。
以上主要是讲解了一个基本的案例，然后还分析了为什么在数据库连接的时候会使用ThreadLocal。下面我们从源码的角度来分析一下，ThreadLocal的工作原理。
三、ThreadLocal源码分析
在最开始的例子中，只给出了两个方法也就是get和set方法，其实还有几个需要我们注意。
1//获取ThreadLocal的值
2public T get() { }
3//设置ThreadLocal的值
4public void set(T value) { }
5//删除ThreadLocal
6public void remove() { }
7//初始化ThreadLocal的值
8protected T initialValue() { }
方法这么多，我们主要来看set，然后就能认识到整体的ThreadLocal了：
1、set方法
1 public void set(T value) {
2 Thread t = Thread.currentThread();
3 ThreadLocalMap map = getMap(t);
4 if (map != null)
5 map.set(this, value);
6 else
7 createMap(t, value);
8 }
从set方法我们可以看到，首先获取到了当前线程t，然后调用getMap获取ThreadLocalMap，如果map存在，则将当前线程对象t作为key，要存储的对象作为value存到map里面去。如果该Map不存在，则初始化一个。
OK，到这一步了，相信你会有几个疑惑了，ThreadLocalMap是什么，getMap方法又是如何实现的。带着这些问题，继续往下看。先来看ThreadLocalMap。
1static class ThreadLocalMap {
2 /**
3 * The entries in this hash map extend WeakReference, using
4 * its main ref field as the key (which is always a
5 * ThreadLocal object). Note that null keys (i.e. entry.get()
6 * == null) mean that the key is no longer referenced, so the
7 * entry can be expunged from table. Such entries are referred to
8 * as "stale entries" in the code that follows.
9 */
10 static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
11 /** The value associated with this ThreadLocal. */
12 Object value;
13 Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
14 super(k);
15 value = v;
16 }
17 }
18 //还有很多很多
19}
我们可以看到ThreadLocalMap其实就是ThreadLocal的一个静态内部类，里面定义了一个Entry来保存数据，而且还是继承的弱引用。在Entry内部使用ThreadLocal作为key，使用我们设置的value作为value。
还有一个getMap
1 ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
2 return t.threadLocals;
3 }
调用当期线程t，返回当前线程t中的成员变量threadLocals。而threadLocals其实就是ThreadLocalMap。
2、get方法
1 public T get() {
2 Thread t = Thread.currentThread();
3 ThreadLocalMap map = getMap(t);
4 if (map != null) {
5 ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
6 if (e != null) {
7 @SuppressWarnings("unchecked")
8 T result = (T)e.value;
9 return result;
10 }
11 }
12 return setInitialValue();
13 }
通过上面ThreadLocal的介绍相信你对这个方法能够很好的理解了，首先获取当前线程，然后调用getMap方法获取一个ThreadLocalMap，如果map不为null，那就使用当前线程作为ThreadLocalMap的Entry的键，然后值就作为相应的的值，如果没有那就设置一个初始值。
如何设置一个初始值呢？
1 private T setInitialValue() {
2 T value = initialValue();
3 Thread t = Thread.currentThread();
4 ThreadLocalMap map = getMap(t);
5 if (map != null)
6 map.set(this, value);
7 else
8 createMap(t, value);
9 return value;
10 }
原理很简单
3、remove方法
1 public void remove() {
2 ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
3 if (m != null)
4 m.remove(this);
5 }
从我们的map移除即可。
OK，其实内部源码很简单，现在我们总结一波
（1）每个Thread维护着一个ThreadLocalMap的引用
（2）ThreadLocalMap是ThreadLocal的内部类，用Entry来进行存储
（3）ThreadLocal创建的副本是存储在自己的threadLocals中的，也就是自己的ThreadLocalMap。
（4）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
（5）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。
（6）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。
OK，现在从源码的角度上不知道你能理解不，对于ThreadLocal来说关键就是内部的ThreadLocalMap。
四、ThreadLocal其他几个注意的点
只要是介绍ThreadLocal的文章都会帮大家认识一个点，那就是内存泄漏问题。我们先来看下面这张图。
上面这张图详细的揭示了ThreadLocal和Thread以及ThreadLocalMap三者的关系。
1、Thread中有一个map，就是ThreadLocalMap
2、ThreadLocalMap的key是ThreadLocal，值是我们自己设定的。
3、ThreadLocal是一个弱引用，当为null时，会被当成垃圾回收
4、重点来了，突然我们ThreadLocal是null了，也就是要被垃圾回收器回收了，但是此时我们的ThreadLocalMap生命周期和Thread的一样，它不会回收，这时候就出现了一个现象。那就是ThreadLocalMap的key没了，但是value还在，这就造成了内存泄漏。
