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這篇文章主要介紹“Java中ThreadLocal類怎么使用”，在日常操作中，相信很多人在Java中ThreadLocal類怎么使用問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Java中ThreadLocal類怎么使用”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！
簡單的說就是，一個ThreadLocal在一個線程中是共享的，在不同線程之間又是隔離的（每個線程都只能看到自己線程的值）。如下圖：
在使用Threadlocal之前我們先看以下它的API：
ThreadLocal類的API非常的簡單，在這里比較重要的就是get()、set()、remove(),set用于賦值操作，get用于獲取變量的值，remove就是刪除當前變量的值.需要注意的是initialValue方法會在第一次調用時被觸發，用于初始化當前變量值，默認情況下initialValue返回的是null。
說完了ThreadLocal類的API了，那我們就來動手實踐一下了，來理解前面的那句話：一個ThreadLocal在一個線程中是共享的，在不同線程之間又是隔離的（每個線程都只能看到自己線程的值）
public class ThreadLocalTest {
private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>() {
// 重寫這個方法，可以修改“線程變量”的初始值，默認是null
@Override
protected Integer initialValue() {
return 0;
}
};
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//一號線程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("一號線程set前：" + threadLocal.get());
threadLocal.set(1);
System.out.println("一號線程set后：" + threadLocal.get());
}
}).start();
//二號線程
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("二號線程set前：" + threadLocal.get());
threadLocal.set(2);
System.out.println("二號線程set后：" + threadLocal.get());
}
}).start();
//主線程睡1s
Thread.sleep(1000);
//主線程
System.out.println("主線程的threadlocal值：" + threadLocal.get());
}
}稍微解釋一下上面的代碼：
每一個ThreadLocal實例就類似于一個變量名，不同的ThreadLocal實例就是不同的變量名，它們內部會存有一個值（暫時這么理解）在后面的描述中所說的“ThreadLocal變量或者是線程變量”代表的就是ThreadLocal類的實例。
在類中創建了一個靜態的 “ThreadLocal變量”，在主線程中創建兩個線程，在這兩個線程中分別設置ThreadLocal變量為1和2。然后等待一號和二號線程執行完畢后，在主線程中查看ThreadLocal變量的值。
程序結果及分析?
程序結果重點看的是主線程輸出的是0，如果是一個普通變量，在一號線程和二號線程中將普通變量設置為1和2，那么在一二號線程執行完畢后在打印這個變量，輸出的值肯定是1或者2（到底輸出哪一個由操作系統的線程調度邏輯有關）。但使用ThreadLocal變量通過兩個線程賦值后，在主線程程中輸出的卻是初始值0。在這也就是為什么“一個ThreadLocal在一個線程中是共享的，在不同線程之間又是隔離的”，每個線程都只能看到自己線程的值，這也就是 ThreadLocal的核心作用：實現線程范圍的局部變量。
每個Thread對象都有一個ThreadLocalMap，當創建一個ThreadLocal的時候，就會將該ThreadLocal對象添加到該Map中，其中鍵就是ThreadLocal，值可以是任意類型。 這句話剛看可能不是很懂，下面我們一起看完源碼就明白了。
前面我們的理解是所有的常量值或者是引用類型的引用都是保存在ThreadLocal實例中的，但實際上不是的，這種說法只是讓我們更好的理解ThreadLocal變量這個概念。向ThreadLocal存入一個值，實際上是向當前線程對象中的ThreadLocalMap存入值，ThreadLocalMap我們可以簡單的理解成一個Map，而向這個Map存值的key就是ThreadLocal實例本身。
????也就是說，想要存入的ThreadLocal中的數據實際上并沒有存到ThreadLocal對象中去，而是以這個ThreadLocal實例作為key存到了當前線程中的一個Map中去了，獲取ThreadLocal的值時同樣也是這個道理。這也就是為什么ThreadLocal可以實現線程之間隔離的原因了。
ThreadLocalMap是ThreadLocal的內部類，實現了一套自己的Map結構?
ThreadLocalMap屬性：
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
//初始容量16
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;
//散列表
private Entry[] table;
//entry 有效數量
private int size = 0;
//負載因子
private int threshold;ThreadLocalMap設置ThreadLocal 變量
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
//與運算 & (len-1) 這就是為什么 要求數組len 要求2的n次冪
//因為len減一后最后一個bit是1 與運算計算出來的數值下標 能保證全覆蓋
//否者數組有效位會減半
//如果是hashmap 計算完下標后 會增加鏈表 或紅黑樹的查找計算量
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
// 從下標位置開始向后循環搜索 不會死循環 有擴容因子 必定有空余槽點
for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
//一種情況 是當前引用 返回值
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
//槽點被GC掉 重設狀態
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
//槽點為空 設置value
tab[i] = new Entry(key, value);
//設置ThreadLocal數量
int sz = ++size;
//沒有可清理的槽點 并且數量大于負載因子 rehash
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}ThreadLocalMap屬性介紹????：
和普通Hashmap類似存儲在一個數組內，但與hashmap使用的拉鏈法解決散列沖突不同的是 ThreadLocalMap使用開放地址法
數組 初始容量16，負載因子2/3
node節點 的key封裝了WeakReference 用于回收
儲存在Thread中，有兩個ThreadLocalMap變量
threadLocals 在ThreadLocal對象方法set中去創建 也由ThreadLocal來維護
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}inheritableThreadLocals 和ThreadLocal類似 InheritableThreadLocal重寫了createMap方法
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}inheritableThreadLocals 作用是將ThreadLocalMap傳遞給子線程
init方法中 條件滿足后直接為子線程創建ThreadLocalMap
注意：
僅在初始化子線程的時候會傳遞 中途改變副線程的inheritableThreadLocals 變量 不會將影響結果傳遞到子線程 。
使用線程池要注意 線程不回收 盡量避免使用父線程的inheritableThreadLocals 導致錯誤
為什么要用弱引用,官方是這樣回答的
To help deal with very large and long-lived usages, the hash table entries use WeakReferences for keys.
為了處理非常大和生命周期非常長的線程，哈希表使用弱引用作為 key。
生命周期長的線程可以理解為：線程池的核心線程
ThreadLocal在沒有外部對象強引用時如Thread，發生GC時弱引用Key會被回收，而Value是強引用不會回收，如果創建ThreadLocal的線程一直持續運行如線程池中的線程，那么這個Entry對象中的value就有可能一直得不到回收，發生內存泄露。
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。
Java8中已經做了一些優化如，在ThreadLocal的get()、set()、remove()方法調用的時候會清除掉線程ThreadLocalMap中所有Entry中Key為null的Value，并將整個Entry設置為null，利于下次內存回收。
強引用????： 如果一個對象具有強引用，它就不會被垃圾回收器回收。即使當前內存空間不足，JVM也不會回收它，而是拋出 OutOfMemoryError 錯誤，使程序異常終止。如果想中斷強引用和某個對象之間的關聯，可以顯式地將引用賦值為null，這樣一來的話，JVM在合適的時間就會回收該對象
軟引用????： 在使用軟引用時，如果內存的空間足夠，軟引用就能繼續被使用，而不會被垃圾回收器回收，只有在內存不足時，軟引用才會被垃圾回收器回收。（軟引用可用來實現內存敏感的高速緩存,比如網頁緩存、圖片緩存等。使用軟引用能防止內存泄露，增強程序的健壯性）
弱引用????： 具有弱引用的對象擁有的生命周期更短暫。因為當 JVM 進行垃圾回收，一旦發現弱引用對象，無論當前內存空間是否充足，都會將弱引用回收。不過由于垃圾回收器是一個優先級較低的線程，所以并不一定能迅速發現弱引用對象
虛引用????： 虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時候都可能被垃圾回收器回收。虛引用必須和引用隊列（ReferenceQueue）聯合使用。當垃圾回收器準備回收一個對象時，如果發現它還有虛引用，就會在回收對象的內存之前，把這個虛引用加入到與之關聯的引用隊列中。（注意哦，其它引用是被JVM回收后才被傳入ReferenceQueue中的。由于這個機制，所以虛引用大多被用于引用銷毀前的處理工作。可以使用在對象銷毀前的一些操作，比如說資源釋放等。）
通常ThreadLocalMap的生命周期跟Thread（注意線程池中的Thread）一樣長，如果沒有手動刪除對應key（線程使用結束歸還給線程池了，其中的KV不再被使用但又不會GC回收，可認為是內存泄漏），一定會導致內存泄漏，但是使用弱引用可以多一層保障：弱引用ThreadLocal會被GC回收，不會內存泄漏，對應的value在下一次ThreadLocalMap調用set,get,remove的時候會被清除，Java8已經做了上面的代碼優化。
到此，關于“Java中ThreadLocal類怎么使用”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！
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