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前面我们分析了 Thread 类的源码，有了前面的铺垫，通过源码 理解 ThreadLocal 的秘密就容易多了。
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ThreadLocal 类 提供了 get/set 线程局部变量的实现，ThreadLocal 成员变量与正常的成员变量不同，每个线程都可以通过 ThreadLocal 成员变量 get/set 自己的专属值。ThreadLocal 实例 通常是类中的私有静态变量，常用于将状态与线程关联，例如：用户 ID 或事务 ID。
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tips：在类中定义 ThreadLocal 变量时，一般在定义时就进行实例化！
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```java
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public class ThreadLocal<T> {
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/**
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* ThreadLocal能为每个 Thread线程 绑定一个专属值的奥秘就是：
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* 每个Thread对象都持有一个 ThreadLocalMap类型的成员变量，其key为ThreadLocal对象，
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* value为绑定的值，所以每个线程调用 ThreadLocal对象 的set(T value)方法时，都会将
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* 该ThreadLocal对象和绑定的值 以键值对的形式存入当前线程，这样，同一个ThreadLocal对象
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* 就可以为每个线程绑定一个专属值咯。
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* 每个线程调用 ThreadLocal对象的get()方法时，就可以根据 当前ThreadLocal对象 get到 绑定的值。
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*/
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public void set(T value) {
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// 获取当前线程
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Thread t = Thread.currentThread();
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// 获取当前线程对象中持有的 ThreadLocalMap类型的成员变量
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// ThreadLocalMap，看名字也知道它是一个 Map类型的 类
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ThreadLocalMap map = getMap(t);
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if (map != null)
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map.set(this, value);
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else
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createMap(t, value);
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}
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ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
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// 经过前面对 Thread类 源码的分析，可以知道，Thread类中有一个 ThreadLocalMap 类型的
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// threadLocals变量
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return t.threadLocals;
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}
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void createMap(Thread t, T firstValue) {
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t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
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}
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public T get() {
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Thread t = Thread.currentThread();
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ThreadLocalMap map = getMap(t);
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if (map != null) {
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// 通过当前 ThreadLocal对象，获取绑定的值
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ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
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if (e != null) {
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@SuppressWarnings("unchecked")
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T result = (T)e.value;
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return result;
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}
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}
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return setInitialValue();
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}
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public void remove() {
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// 获取当前线程的ThreadLocalMap成员变量，不为空就将当前 ThreadLocal对象
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// 对应的 键值对 remove掉
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ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
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if (m != null)
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m.remove(this);
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}
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/**
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* 与大部分 Map 的实现相同，底层也是使用 动态数组来保存 键值对Entry，也有rehash、resize等
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* 操作
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*/
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static class ThreadLocalMap {
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/**
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* 存储键值对，key 为 ThreadLocal对象，value 为 与该ThreadLocal对象绑定的值
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* Entry的key是对ThreadLocal的弱引用，当抛弃掉ThreadLocal对象时，垃圾收集器会
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* 忽略这个key的引用而清理掉ThreadLocal对象，防止了内存泄漏
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*/
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static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
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Object value;
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Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
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super(k);
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value = v;
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}
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}
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// 看过 HashMap 或 ConcurrentHashMap 源码的同学 一定下面对这些代码很眼熟
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/**
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* 数组初始容量
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*/
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private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
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/**
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* Entry数组，用于存储 <ThreadLocal<?> k, Object v>键值对
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*/
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private Entry[] table;
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/**
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* Entry元素数量
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*/
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private int size = 0;
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/**
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* 类似于 HashMap 扩容因子机制
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*/
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private int threshold; // Default to 0
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private void setThreshold(int len) {
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threshold = len * 2 / 3;
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}
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private static int nextIndex(int i, int len) {
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return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
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}
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private static int prevIndex(int i, int len) {
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return ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1);
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}
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/**
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* 系列构造方法
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*/
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ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
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table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
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int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
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table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
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size = 1;
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setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
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}
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private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) {
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Entry[] parentTable = parentMap.table;
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int len = parentTable.length;
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setThreshold(len);
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table = new Entry[len];
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for (int j = 0; j < len; j++) {
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Entry e = parentTable[j];
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if (e != null) {
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@SuppressWarnings("unchecked")
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ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get();
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if (key != null) {
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Object value = key.childValue(e.value);
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Entry c = new Entry(key, value);
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int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1);
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while (table[h] != null)
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h = nextIndex(h, len);
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table[h] = c;
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size++;
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}
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}
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}
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}
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/**
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* 根据 ThreadLocal对象 获取其对应的 Entry实例
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*/
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private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
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int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
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Entry e = table[i];
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if (e != null && e.get() == key)
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return e;
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else
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return getEntryAfterMiss(key, i, e);
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}
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/**
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* 常规Map实现类 的set()方法，只不过这里的 key被规定为 ThreadLocal类型
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*/
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private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
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Entry[] tab = table;
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int len = tab.length;
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// 根据哈希码和数组长度求元素放置的位置，如果该位置有其它元素，就依次尝试往后放
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int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
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for (Entry e = tab[i];
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e != null;
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e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
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ThreadLocal<?> k = e.get();
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// 如果key相等，覆盖value
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if (k == key) {
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e.value = value;
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return;
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}
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// 如果key为null，用新key、value覆盖，同时清理历史key=null的陈旧数据
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if (k == null) {
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replaceStaleEntry(key, value, i);
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return;
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}
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}
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tab[i] = new Entry(key, value);
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int sz = ++size;
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// 若超过阀值，则rehash
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if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
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rehash();
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}
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/**
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* Remove the entry for key.
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*/
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private void remove(ThreadLocal<?> key) {
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Entry[] tab = table;
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int len = tab.length;
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int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
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for (Entry e = tab[i];
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e != null;
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e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
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if (e.get() == key) {
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e.clear();
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expungeStaleEntry(i);
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return;
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}
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}
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}
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/**
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* 调整当前table的容量。首先扫描整个容器，以删除过时的条目，如果这不能充分缩小表的大小，
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* 将进行扩容操作
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*/
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private void rehash() {
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// 扫描整个容器，删除过时的条目
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expungeStaleEntries();
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// 若未能充分缩小表的大小，则进行扩容操作
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if (size >= threshold - threshold / 4)
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resize();
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}
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/**
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* 扩容为原容量的两倍
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*/
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private void resize() {
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Entry[] oldTab = table;
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int oldLen = oldTab.length;
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int newLen = oldLen * 2;
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Entry[] newTab = new Entry[newLen];
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int count = 0;
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// 遍历Entry[]数组
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for (int j = 0; j < oldLen; ++j) {
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Entry e = oldTab[j];
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if (e != null) {
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ThreadLocal<?> k = e.get();
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// 如果key=null，把value也置null,有助于GC回收对象
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if (k == null) {
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e.value = null; // Help the GC
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} else {
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int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);
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while (newTab[h] != null)
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h = nextIndex(h, newLen);
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newTab[h] = e;
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count++;
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}
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}
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}
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// 设置新的阈值
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setThreshold(newLen);
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size = count;
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table = newTab;
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}
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}
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}
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```
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简单画个图总结一下 ThreadLocal 的原理，如下。
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最后强调一下 ThreadLocal 的使用注意事项：
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1. ThreadLocal 不是用来解决线程安全问题的，多线程不共享，不存在竞争！其目的是使线程能够使用本地变量。
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2. 项目如果使用了线程池，那么线程回收后 ThreadLocal 变量要 remove 掉，否则线程池回收线程后，变量还在内存中，可能会带来意想不到的后果！例如 Tomcat 容器的线程池，可以在拦截器中处理：继承 HandlerInterceptorAdapter，然后复写 afterCompletion()方法，remove 掉变量！！！
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