ThreadLocal用法详解

一、什么是 ThreadLocal？

ThreadLocal 是 Java 提供的一种机制，用于在多线程环境下为每个线程提供独立的变量副本。换句话说，每个线程都有自己独立的变量副本，线程之间互不干扰。

ThreadLocal 本身并不是为了解决并发问题而设计的，而是通过提供线程隔离的方式来避免多线程之间的竞争条件。

简单示例

public class ThreadLocalExample {
    private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);

    public static void main(String[] args) {
        Runnable task = () -> {
            int value = threadLocal.get();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " initial value: " + value);
            threadLocal.set(value + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " updated value: " + threadLocal.get());
        };

        Thread t1 = new Thread(task, "Thread-1");
        Thread t2 = new Thread(task, "Thread-2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

输出：

Thread-1 initial value: 0
Thread-2 initial value: 0
Thread-1 updated value: 1
Thread-2 updated value: 1

从输出可以看到，两个线程的变量是相互独立的，互不干扰。

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二、ThreadLocal 的底层原理

1. 核心思想

ThreadLocal 的核心思想是为每个线程维护一个独立的变量副本。具体实现依赖于 Thread 类中的 ThreadLocalMap。

2. 数据结构

• 每个 Thread 对象都有一个 ThreadLocalMap，它是一个类似于 HashMap 的数据结构，但它的键是弱引用（WeakReference），值是强引用。
• ThreadLocalMap 的键是 ThreadLocal 实例，值是线程的变量副本。

3. 工作流程

1. 当调用 ThreadLocal.get() 时：

   • 获取当前线程（通过 <