ThreadLocal

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一、什么是 ThreadLocal

ThreadLocal 是 Java 提供的线程本地变量（Thread Local Variable）机制：

作用：给每个线程 分配一份独立的变量副本，互不干扰，避免多线程环境下的共享冲突问题。
特点：同一个 ThreadLocal 变量，在不同线程中有不同的值（隔离性）。

本质：每个线程内部有个 ThreadLocalMap，ThreadLocal 作为 key，自己存自己的值。

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二、核心使用示例

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

    public static void main(String[] args) {
        Runnable task = () -> {
            threadLocal.set((int) (Math.random() * 100));
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + threadLocal.get());
        };
        new Thread(task, "线程A").start();
        new Thread(task, "线程B").start();
    }
}

✅ 输出示例：

线程A：83
线程B：24

各线程独立，互不干扰。

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三、ThreadLocal 原理（重点）

1️⃣ 每个线程内部有个 ThreadLocalMap

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals;

• 存储当前线程的所有 ThreadLocal 变量

• ThreadLocal 对象作为 key

• 真正的数据存在 ThreadLocalMap.Entry 中

2️⃣ 存取过程（简化版）

// 存
threadLocal.set("abc"); 
// 本质：Thread.currentThread().threadLocals.put(threadLocal, "abc");

// 取
threadLocal.get();
// 本质：Thread.currentThread().threadLocals.get(threadLocal);

3️⃣ 为什么能做到线程隔离？

因为数据存储在当前线程的 ThreadLocalMap 中，每个线程有自己的副本，自然互不干扰。

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四、常见应用场景（面试必问）

场景	说明
✅ 数据库连接 Connection	每个线程绑定一个 Connection，避免频繁创建销毁
✅ 事务管理	线程内管理事务、Session
✅ 用户登录信息存储	比如保存用户 userId，在整个请求链路中随时取
✅ SimpleDateFormat	线程不安全，配合 ThreadLocal 解决并发问题
✅ 防止线程间共享污染	保证每个线程数据独立

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五、内存泄漏风险（高频考点）

为什么 ThreadLocal 会引发内存泄漏？

• ThreadLocalMap 的 key 是弱引用（WeakReference），value 是强引用

• 如果 ThreadLocal 被 GC 回收，但 ThreadLocalMap 里的 value 没清除，value 永远被线程引用

• 特别是 线程池中的线程长时间不销毁，容易发生泄漏

解决方案（开发规范）：

✅ 用完一定调用 remove()，及时清理：

try {
    threadLocal.set("xxx");
    // 业务处理
} finally {
    threadLocal.remove();  // 防止内存泄漏
}

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六、InheritableThreadLocal（子线程继承）

• 场景：ThreadLocal 数据传递到子线程中

InheritableThreadLocal local = new InheritableThreadLocal<>();
local.set("main");

new Thread(() -> {
    System.out.println(local.get());  // 输出 "main"
}).start();

✅ 适合做上下文传递，如 分布式链路追踪 TraceId

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七、ThreadLocal 方法总结

方法	作用
set(T value)	设置当前线程的局部变量值
get()	获取当前线程的局部变量值
remove()	删除当前线程的局部变量，防止内存泄漏
withInitial(Supplier supplier)	初始化默认值（JDK 8+）

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八、面试总结关键点

面试问题	高分回答要点
为什么要用 ThreadLocal？	解决多线程共享变量冲突，做到线程内独享，隔离性强。
底层原理？	每个线程维护一个 ThreadLocalMap，ThreadLocal 作为 key，存储线程私有数据。
内存泄漏风险？	key 弱引用，value 强引用，及时 remove() 防止泄漏，尤其线程池场景。
和 synchronized、锁区别？	ThreadLocal 不是用来解决线程安全的共享问题，而是隔离数据，互不共享，避免加锁。

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✅ 九、总结一句话

ThreadLocal 本质是线程内的局部存储工具，适合解决“只想让线程自己玩，不共享”的场景，但必须注意 remove()，否则容易内存泄漏。