一.概念

定义：

ThreadLocal 是 Java 中所提供的线程本地存储机制，可以利用该机制将数据缓存在某个线程内部，该线程可以在任意时刻、任意方法中获取缓存的数据。

其实是可以通过调用 Set() 方法往里面存入值，存入的值是每个线程互相隔离、互不影响的，每个线程都有一个 ThreadLocal 的空间来存 ThreadLocal 的数据，那么它是怎么做到每个线程互相隔离、互不影响的呢？这就需要从底层数据结构分析了。

二.底层数据结构

先看下图：

1.在线程上，有一个叫ThreadLocalMap的变量，这个变量用来存储当前线程的ThreadLocal的数据，ThreadLocalMap里面可能有多个entry对象，每个entry都由一个Key-Value组成；

2.当调用threadLocal.set()方法的时候，其实就是先拿到当前线程中的ThreadLocalMap，拿到以后再将这个threadLocal放到entry的key上面，再将这个存储的值放在value里面；

3.在当前线程中使用了多个threadLocal时，会存储多个entry，并且这些entry都会绑定当前线程。

通过上诉的流程，就达到了每个线程的相互隔离、互不影响。

接下来再通过源码进行查看：

    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;public void set(T value) {// 获取当前线程Thread t = Thread.currentThread();// 获取当前线程的ThreadLocalMap对象ThreadLocalMap map = getMap(t);// 不为空就直接插入当前ThreadLocalMap中if (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);}ThreadLocal.ThreadLocalMap getMap(Thread t) {return t.threadLocals;}

其实可以理解ThreadLocal其实是用来操作当前线程中的ThreadLocalMap的一个工具类，通过上诉的set()方法，就可以实现每个线程的相互隔离、互不影响。

总结：

ThreadLocal底层是通过ThreadLocalMap来实现的，每个Thread对象(注意不是ThreadLocal对象)中都存在一个ThreadLocalMap，Map的key为ThreadLocal对象，Map的value为需要缓存的值。

三.使用注意事项

如果在线程池中使用ThreadLocal会造成内存泄漏，因为当ThreadLocal对象使用完之后，应该要把Entry对象(设置的key-value)进行回收，但线程池中的核心线程是不会被回收的，而线程对象是通过强引用指向ThreadLocalMap，ThreadLocalMap也是通过强引用指向Entry对象，线程不被回收，Entry对象也就不会被回收，从而出现内存泄漏，解决办法是，在使用了ThreadLocal对象之后，手动调用ThreadLocal的remove方法，手动清除Entry对象。

四.应用场景 

ThreadLocal的使用场景很多，但是它都遵守一个原则：当一个共享变量是共享的，但是需要每个线程互不影响，相互隔离，就可以使用ThreadLocal。

日常开发常用的两种场景：

1.跨层传递信息的时候，每个方法都声明一个参数很麻烦， A\B\C\D 4个类互相传递每个方法都声明参数降低了维护性，可以用一个ThreadLocal共享变量，在A存值，BCD都可以获取；(比如有一个User需要在ABCD类中传递，那么4个类都需要定义User，并且当User的参数修改后，4个类都需要修改，这也不方便进行维护，所以可以用一个ThreadLocal共享变量来实现)

2.隔离线程，存储一些线程不安全的工具对象(如SimpleDateFormat，在多线程的场景下去做日期的格式化，就可能出现线程不安全的问题)；

框架中的使用：

1.Spring中的事务管理器就是使用的ThreadLocal；(在多线程情况下，声明式事务是没办法达到一致性的，因为一个线程就存储了一个事务)

2.Springmvc的HttpSession、HttpServletReugest、HttpServletResponse都是放在ThreadLocal，因为servlet是单例的，而springmvc允许在controller类中通过@Autowired配置request、response以及requestcontext等实例对象，底层就是搭配Threadlocal才实现线程安全。(request、response如果是单列的，就会出现线程安全问题，因为每个请求都有自己的request和response，所以它们的底层都是通过ThreadLocal也进行存储的这些对象的)