ThreadLocal
ThreadLocal 是 Java 中一个非常有用的类，它允许你创建线程局部变量。线程局部变量是指每个线程都有自己独立的变量副本，互不干扰。ThreadLocal 主要用于解决多线程环境下共享数据的线程安全性问题。
基本用法
创建 ThreadLocal 变量
ThreadLocal<Integer> threadLocalVariable = new ThreadLocal<>();
设置和获取线程局部变量：
threadLocalVariable.set(42); // 设置线程局部变量的值
int value = threadLocalVariable.get(); // 获取线程局部变量的值
初始值：
你可以通过覆盖 ThreadLocal 的 initialValue 方法来指定线程局部变量的初始值。例如：
ThreadLocal<Integer> threadLocalVariable = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);
注意事项：
使用 ThreadLocal 时要小心内存泄漏，确保在不需要使用线程局部变量时及时清理。
在使用线程池时，注意线程复用可能导致线程局部变量的状态被共享。
ThreadLocal 是一个有助于在多线程应用程序中维护线程局部状态的重要工具，但它需要谨慎使用，以避免潜在的问题。确保理解其工作原理，并在需要的情况下适当使用它，可以提高多线程程序的性能和可维护性。
ThreadLocal理解
ThreadLocal是一个将在多线程中为每一个线程创建单独的变量副本的类; 当使用ThreadLocal来维护变量时, ThreadLocal会为每个线程创建单独的变量副本, 避免因多线程操作共享变量而导致的数据不一致的情况。#
最多的是session管理和数据库链接管理，这里以数据访问为例帮助你理解ThreadLocal：
class ConnectionManager {private static Connection connect = null;public static Connection openConnection() {if (connect == null) {connect = DriverManager.getConnection();}return connect;}public static void closeConnection() {if (connect != null)connect.close();}
}
据库管理类在单线程使用是没有任何问题的，在多线程中使用会存在线程安全问题：第一，这里面的2个方法都没有进行同步，很可能在openConnection方法中会多次创建connect；第二，多次进行closeConnection可能会导致空指针异常问题；第三，由于connect是共享变量，那么必然在调用connect的地方需要使用到同步来保障线程安全，因为很可能一个线程在使用connect进行数据库操作，而另外一个线程调用closeConnection关闭链接。
为了解决上述线程安全的问题，第一考虑：互斥同步
你可能会说，将这段代码的两个方法进行同步处理，并且在调用connect的地方需要进行同步处理，比如用Synchronized或者ReentrantLock互斥锁。
这里再抛出一个问题：这地方到底需不需要将connect变量进行共享?
事实上，是不需要的。假如每个线程中都有一个connect变量，各个线程之间对connect变量的访问实际上是没有依赖关系的，即一个线程不需要关心其他线程是否对这个connect进行了修改的。即改后的代码可以这样：
class ConnectionManager {private Connection connect = null;public Connection openConnection() {if (connect == null) {connect = DriverManager.getConnection();}return connect;}public void closeConnection() {if (connect != null)connect.close();}
}class Dao {public void insert() {ConnectionManager connectionManager = new ConnectionManager();Connection connection = connectionManager.openConnection();// 使用connection进行操作connectionManager.closeConnection();}
}
这样处理确实也没有任何问题，由于每次都是在方法内部创建的连接，那么线程之间自然不存在线程安全问题。但是这样会有一个致命的影响：导致服务器压力非常大，并且严重影响程序执行性能。由于在方法中需要频繁地开启和关闭数据库连接，这样不仅严重影响程序执行效率，还可能导致服务器压力巨大。
这时候ThreadLocal登场了那么这种情况下使用ThreadLocal是再适合不过的了，因为ThreadLocal在每个线程中对该变量会创建一个副本，即每个线程内部都会有一个该变量，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。下面就是网上出现最多的例子：
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;public class ConnectionManager {private static final ThreadLocal<Connection> dbConnectionLocal = new ThreadLocal<Connection>() {@Overrideprotected Connection initialValue() {try {return DriverManager.getConnection("", "", "");} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}return null;}};public Connection getConnection() {return dbConnectionLocal.get();}
}
ThreadLocal原理
如何实现线程隔离
主要是用到了Thread对象中的一个ThreadLocalMap类型的变量threadLocals, 负责存储当前线程的关于Connection的对象, dbConnectionLocal(以上述例子中为例) 这个变量为Key, 以新建的Connection对象为Value; 这样的话, 线程第一次读取的时候如果不存在就会调用ThreadLocal的initialValue方法创建一个Connection对象并且返回;
具体关于为线程分配变量副本的代码如下:
public T get() {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap threadLocals = getMap(t);if (threadLocals != null) {ThreadLocalMap.Entry e = threadLocals.getEntry(this);if (e != null) {@SuppressWarnings("unchecked")T result = (T)e.value;return result;}}return setInitialValue();
}
https://pdai.tech/md/java/thread/java-thread-x-threadlocal.html
