前言

ThreadLocal是什么？它可以用来解决什么问题？它是怎么解决这些问题的？如果你也有上述疑问的话，希望本系列文章可以帮你带来一些帮助。

ps: ThreadLocal源码虽然不多但是讲清楚却不容易，因此我打算写为ThreadLocal写系列文章。而且我也不会一上来就直接分析ThreadLocal的set()、get()、ThreadLocalMap等源码 ，那样不过是粗暴的扒了下源码却体会不到ThreadLocal的设计思想。我更愿意从ThreadLocal作者的角度去分析它，以作者的角度去解答What is ThreadLocal？

正文

1. ThreadLocal是什么

首先ThreadLocal这个变量名容易让人费解，“线程本地”是个啥意思，是“本地线程“吗？网上翻译成中文大部分叫它“线程本地变量”/“线程变量”。但个人理解ThreadLocal是用来管理线程变量的工具类。

1.1 作者眼中的ThreadLocal

每个技术的出现肯定都是为了解决现实问题的，咱们看看作者是怎么介绍的。

大致含义就是ThreadLocal这个类提供线程本地变量（注意图中variables用的是复数，即多个变量），这些变量彼此之间不一样。怎么不一样呢，每个线程都可以通过set()或get()操作属于自己的变量。而且ThreadLocal实例一般会设置成静态私有属性，以达到状态和线程关联的目的。

大白话：ThreadLocal用于管理变量副本，这些变量副本在线程之间是独立隔离的。ThreadLocal实例一般会设置成静态私有属性

接着，作者给了我们例子说明，如图：

看代码注释，这个例子是利用ThreadLocal管理了每个线程的id。

public class ThreadId{
    // Atomic integer 存储下一个线程ID
    private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);

    // threadId存储每个线程的id，可以看到这里ThreadLocal设置成了静态私有属性，一般都会这么用
    private static final ThreadLocal<Integer> threadId =
            new ThreadLocal<Integer>() {
                @Override
                protected Integer initialValue() {
                    return nextId.getAndIncrement();
                }
            };
    // 返回当前线程id
    public static int get() {
        return threadId.get();
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> System.out.println(ThreadId.get())).start();
        new Thread(() -> System.out.println(ThreadId.get())).start();
        new Thread(() -> System.out.println(ThreadId.get())).start();
        new Thread(() -> System.out.println(ThreadId.get())).start();
    }
}

我们把该案例测试运行一下，结果如下图：

结果： main()中我们创建了4个线程，每个线程都调用了ThreadId.get()获取了id，然后得到了每个线程的ID。

Q1： ThreadId类中的静态变量threadId，它是随着类加载而加载的。也就是说threadId在内存中只有一份，但是为何它能存多个值呢？

Q2： 即使它能存多个值，但是按理说initialValue()是在threadId加载到内存中时才被调用，而类只加载一次，threadId也就只会实例化一次，那么initialValue()也就只调用一次。那为什么程序运行的结果是“0,1,2,3”而不是“0,0,0,0”呢？

A1: 也有Q1问题的小伙伴说明你还记得static修饰符对变量的生命周期的影响。确实，如果把threadId的类型换成任意一个基本数据类型，那么它是不可能可以存多个值的。但是它是TheadLocal呀，它的内部其实是用了一个Map去存数据的。千万别误会这个map是不是用了多个key存不同线程的id。因为这个map只有一个key就是threadLocal。而在本例中threadLocal是静态的，那么它在内存中只有一份，也就是说4个线程的key相同的。真正的奥义在于这个map是不同的。这里先给结论：ThreadLocal是利用ThreadLocalMap存值的，而它能存多个线程id的原因是每个线程都有自己的ThreadLocalMap,这样即使key相同，但是这个key存在不同map中从而实现存多个线程id的目的。 具体实现我们后面看源码。

A2： 我们先看看作者对initialValue()的说明

第一段大致是说：这个方法返回当前线程“thread-local”变量的“初始值”。 这个方法被调用的情况：

1. 第一次调用set()前调用了get()去取值。也就是没有设置值时就去取值了那么会先调用initialValue()初始化一个值。

一般情况下，这个方法每个线程最多被调用一次，除非调用remove()后马上又调用了get()。

第二段大致是说：这个方法一般返回null，如果程序员想要返回其他值那么必须继承ThreadLocal类去重写initialValue()。一般我们会用匿名内部类的方式重写initialValue()。

结论： 看到这大致懂了，首先上述案例里我们没有调用set()直接get()去取值，因此initialValue()会执行。其次，我们用匿名内部类的方式重写了initialValue()，让它每次返回不同的线程id。等等，好像还是没解释initialValue()为什么会执行多次，按作者的话说每个线程最多执行一次。眼尖的小伙伴可能已经发现了，每个线程最多执行一次，我们有4个线程，因此执行4次也是无可厚非的。那么为什么每启动一个线程就会调用一次呢？ThreadLocal和Thread之间的关系到底如何？

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