ThreadLocal底层原理及运用场景
1、什么是ThreadLocal：
ThreadLocal并不是用来解决多线程的共享变量问题，而是提供了线程的局部变量，每个线程都可以通过set()和get()来对这个局部变量进行操作，但不会和其他线程的局部变量进行冲突，即本线程共享内部变量，实现了与其它线程的数据隔离。
2、为什么要学习ThreadLocal：
- 最典型的是管理数据库的Connection。频繁创建和关闭Connection是一件非常耗费资源的操作，因此需要创建数据库连接池。那么，数据库连接池交由ThreadLocal来进行管理。ThreadLocal能够实现当前线程的操作都是用同一个Connection，保证了事务！
- 避免一些参数传递：以Cookie和Session为例：
- 每当我访问一个页面的时候，浏览器都会帮我们从硬盘中找到对应的Cookie发送过去。
- 浏览器是十分聪明的，不会发送别的网站的Cookie过去，只带当前网站发布过来的Cookie过去。
- 浏览器就相当于我们的ThreadLocal，它仅仅会发送我们当前浏览器存在的Cookie(ThreadLocal的局部变量)，不同的浏览器对Cookie是隔离的(Chrome,Opera,IE的Cookie是隔离的【在Chrome登陆了，在IE你也得重新登陆】)，同样地：线程之间ThreadLocal变量也是隔离的。
3、ThreadLocal底层实现原理：
3.1 ThreadLocal的内部类
TheadLocal的结构比较简单，只有三个内部类，具体情况如截图所示：
其数据结构是每个线程Thread类都有个属性ThreadLocalMap，用来维护该线程的多个ThreadLocal变量，该Map是自定义实现的Entry[]数组结构，并非继承自原生Map类，Entry其中Key即是ThreadLocal变量本身，Value则是具体该线程中的变量副本值。结构如图:
因此ThreadLocal其实只是个符号意义，本身不存储变量，仅仅是用来索引各个线程中的变量副本。
值得注意的是，Entry的Key即ThreadLocal对象是采用弱引用引入的。
3.2 弱引用：
java语言中为对象的引用分为了四个级别，分别为 强引用 、软引用、弱引用、虚引用。
弱引用具体指的是java.lang.ref.WeakReference类。
对对象进行弱引用不会影响垃圾回收器回收该对象，即如果一个对象只有弱引用存在了，则下次GC将会回收掉该对象（不管当前内存空间足够与否）。
再来说说内存泄漏，假如一个短生命周期的对象被一个长生命周期对象长期持有引用，将会导致该短生命周期对象使用完之后得不到释放，从而导致内存泄漏。
因此，弱引用的作用就体现出来了，可以使用弱引用来引用短生命周期对象，这样不会对垃圾回收器回收它造成影响，从而防止内存泄漏。
3.3 ThreadLocal中的弱引用
1.为什么ThreadLocalMap使用弱引用存储ThreadLocal？
假如使用强引用，当ThreadLocal不再使用需要回收时，发现某个线程中ThreadLocalMap存在该ThreadLocal的强引用，无法回收，造成内存泄漏。
因此，使用弱引用可以防止长期存在的线程（通常使用了线程池）导致ThreadLocal无法回收造成内存泄漏。
2.那通常说的ThreadLocal内存泄漏是如何引起的呢？
我们注意到Entry对象中，虽然Key(ThreadLocal)是通过弱引用引入的，但是value即变量值本身是通过强引用引入。
这就导致，假如不作任何处理，由于ThreadLocalMap和线程Thread的生命周期是一致的，当线程资源长期不释放，即使ThreadLocal本身由于弱引用机制已经回收掉了，但value还是驻留在线程的ThreadLocalMap的Entry中。即存在key为null，但value却有值的无效Entry。导致内存泄漏。
如图所示大致解释了内存泄漏 ThreadLocalMap和线程Thread的生命周期是一致的。
4、怎么解决内存泄漏带来的问题
- （强制）在代码逻辑中使用完ThreadLocal，都要调用remove方法，及时清理。一方面是防止内存泄漏，最为重要的是，不及时清除有可能导致严重的业务逻辑问题，产生线上故障（使用了上次未清除的值）。
- ThreadLocal一般加static修饰，同时要遵循及时清理调用remove方法。一方面ThreadLocal不加static，则每次其所在类实例化时，都会有重复ThreadLocal创建。这样即使线程在访问时不出现错误也有资源浪费。另一方面在某些代码规范中遇到过这样一条要求：“尽量不要使用全局的ThreadLocal”实际上，这个解读都是不必要的，首先，静态ThreadLocal资源回收的问题，即使ThreadLocal本身无法回收，但线程中的Entry是可以通过remove清理掉的也就不会出现泄漏。第二种解读，多次复用值改变的问题，其实在调用remove后也不会出现。
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