# 前言
> **🍊作者简介：** 不肯过江东丶，一个来自二线城市的程序员，致力于用“猥琐”办法解决繁琐问题，让复杂的问题变得通俗易懂。
> **🍊支持作者：** 点赞👍、关注💖、留言💌~

无论我们是去大厂面试还是去中小厂面试，几乎都会被问到关于 ThreadLocal 的问题。虽然 ThreadLocal 是面试中老生常谈的问题，但是有很多小伙伴在实际工作中几乎没怎么用过 ThreadLocal，也对它并没有太多了解。今天大聪明就跟各位小伙伴深入浅出的聊一聊 ThreadLocal。

# 什么是 ThreadLocal

> ThreadLocal 是一种线程隔离机制，它提供了在多线程场景下对共享变量访问的安全性。

通常情况下，我们创建的变量可以被任何一个线程访问和修改。这在多线程环境中可能导致数据竞争和线程安全问题。那么，如果想让每个线程都有自己的专属本地变量，该如何实现呢？
JDK 中提供的 ThreadLocal 类正是为了解决这个问题。ThreadLocal 类允许每个线程绑定自己的值，可以将其形象地比喻为一个“存放数据的盒子”。每个线程都有自己独立的盒子，用于存储私有数据，确保不同线程之间的数据互不干扰。当你创建一个 ThreadLocal 变量时，每个访问该变量的线程都会拥有一个独立的副本。这也是 ThreadLocal 名称的由来。线程可以通过 get() 方法获取自己线程的本地副本，或通过 set() 方法修改该副本的值，从而避免了线程安全问题。

这时候可能有小伙伴会产生疑问：在多线程场景下，我们需要操作共享变量的时候，直接对共享变量加锁不就好了，为什么还要有 ThreadLocal 呢？

对共享变量加锁确实可以有效的解决多线程访问共享变量的线程安全问题，但是加锁又会带来一个新的问题 —— 多线程竞争锁的开销很大。ThreadLocal 正是利用了空间换时间的思想，给每一个独立的线程里分配了一个“容器”，通过容器存放共享变量的副本，这样既解决了多线程访问共享变量的安全问题，又避免了多线程竞争锁的开销。

# 浅析 ThreadLocal 源码
我们从 Thread 类源代码入手 👇

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/0b2f91f626d48223a8ab2795b5154af8.jpg#pic_center)
从上面的 Thread 类源码可以看出 Thread 类中有一个 threadLocals 和 一个 inheritableThreadLocals 变量，它们都是 ThreadLocalMap 类型的变量，我们可以把 ThreadLocalMap 理解为 ThreadLocal 类实现的定制化的 HashMap。默认情况下这两个变量都是 null，只有当前线程调用 ThreadLocal 类的 set 或 get 方法时才创建它们，实际上调用这两个方法的时候，我们调用的是 ThreadLocalMap 类对应的 get()、set()方法。

ThreadLocal 类中的 set() 方法👇

```java
 /**
  * Sets the current thread's copy of this thread-local variable
  * to the specified value.  Most subclasses will have no need to
  * override this method, relying solely on the {@link #initialValue}
  * method to set the values of thread-locals.
  *
  * @param value the value to be stored in the current thread's copy of
  *        this thread-local.
  */
 public void set(T value) {
     Thread t = Thread.currentThread();
     ThreadLocalMap map = getMap(t);
     if (map != null) {
         map.set(this, value);
     } else {
         createMap(t, value);
     }
 }
```

ThreadLocal 类中的 get() 方法👇

```java
/**
 * Returns the value in the current thread's copy of this
 * thread-local variable.  If the variable has no value for the
 * current thread, it is first initialized to the value returned
 * by an invocation of the {@link #initialValue} method.
 *
 * @return the current thread's value of this thread-local
 */
public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    return setInitialValue();
}
```

通过上面这些源码，相信各位小伙伴已经看出来 了，最终的变量是放在了当前线程的 ThreadLocalMap 中，并不是存在 ThreadLocal 上，ThreadLocal 可以理解为只是 ThreadLocalMap 的封装，传递了变量值。 ThrealLocal 类中可以通过Thread.currentThread() 获取到当前线程对象后，直接通过 getMap(Thread t) 可以访问到该线程的 ThreadLocalMap 对象。每个 Thread 中都具备一个 ThreadLocalMap ，而 ThreadLocalMap 可以存储以 ThreadLocal 为 key ，Object 对象为 value 的键值对。

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/6154426506594f19e0cb324ff876574a.jpg#pic_center)

# ThreadLocal 的内存泄露
ThreadLocal 内存泄漏的根本原因在于其内部实现机制。通过上面的内容我们已经知道：每个线程维护一个名为 ThreadLocalMap 的 map。 当你使用 ThreadLocal 存储值时，实际上是将值存储在当前线程的 ThreadLocalMap 中，其中 ThreadLocal 实例本身作为 key，而你要存储的值作为 value。

关键的问题出现了，ThreadLocalMap 的 key 和 value 引用机制不同，ThreadLocalMap 中的 key 是 ThreadLocal 的弱引用 (WeakReference<ThreadLocal<?>>)。 这意味着，如果 ThreadLocal 实例不再被任何强引用指向，垃圾回收器会在下次 GC 时回收该实例，导致 ThreadLocalMap 中对应的 key 变为 null；而 ThreadLocalMap 中的 value 是强引用。 即使 key 被回收（变为 null），value 仍然存在于 ThreadLocalMap 中，被强引用，不会被回收。当 ThreadLocal 实例失去强引用后，其对应的 value 仍然存在于 ThreadLocalMap 中，因为 Entry 对象强引用了它。如果线程持续存活（例如线程池中的线程），ThreadLocalMap 也会一直存在，导致 key 为 null 的 entry 无法被垃圾回收，就会造成内存泄漏。

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/a9916ffa6b25cd0f9544536a0d5f09eb.jpg#pic_center)
那么我们该如何避免出现内存泄露的问题呢？其实办法也非常简单：**在使用完 ThreadLocal 后，务必调用 remove() 方法。** 这是最安全和最推荐的做法。 remove() 方法会从 ThreadLocalMap 中显式地移除对应的 entry，彻底解决内存泄漏的风险。 即使将 ThreadLocal 定义为 static final，也强烈建议在每次使用后调用 remove()。在线程池等线程复用的场景下，使用 try-finally 块可以确保即使发生异常，remove() 方法也一定会被执行。

# 如何跨线程传递 ThreadLocal 的值
由于 ThreadLocal 的变量值存放在 Thread 里，而父子线程属于不同的 Thread 的。因此在异步场景下，父子线程的 ThreadLocal 值无法进行传递。如果想要在异步场景下传递 ThreadLocal 值，有两种解决方案：

## InheritableThreadLocal 

InheritableThreadLocal 是 JDK 提供的工具，继承自 ThreadLocal 。使用 InheritableThreadLocal 时，会在创建子线程时，令子线程继承父线程中的 ThreadLocal 值，但是无法支持线程池场景下的 ThreadLocal 值传递。

InheritableThreadLocal 实现了创建异步线程时，继承父线程 ThreadLocal 值的功能。该类是 JDK 团队提供的，通过改造 JDK 源码包中的 Thread 类来实现创建线程时 ThreadLocal 值的传递。在 Thread 类中添加了一个新的 ThreadLocalMap ，命名为 inheritableThreadLocals ，该变量用于存储需要跨线程传递的 ThreadLocal 值。

![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/f67517a05bb11a4f39a7c3965ca2c494.jpg#pic_center)
![在这里插入图片描述](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-4287693/763deebdcc44e895f9141d38edea99c8.jpg#pic_center)

## TransmittableThreadLocal
TransmittableThreadLocal （简称 TTL） 是阿里巴巴开源的工具类，内部通过装饰器模式 在原有的功能上做增强，以此来实现线程池场景下的 ThreadLocal 值传递。


```xml
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>transmittable-thread-local</artifactId>
    <version>2.14.5</version>
</dependency>
```


# 小结
本人经验有限，有些地方可能讲的没有特别到位，如果您在阅读的时候想到了什么问题，欢迎在评论区留言，我们后续再一一探讨🙇‍

> 希望各位小伙伴动动自己可爱的小手，来一波点赞+关注 (✿◡‿◡) 让更多小伙伴看到这篇文章~  蟹蟹呦(●'◡'●)

如果文章中有错误，欢迎大家留言指正；若您有更好、更独到的理解，欢迎您在留言区留下您的宝贵想法。

> *你在被打击时，记起你的珍贵，抵抗恶意；*
*你在迷茫时，坚信你的珍贵，抛开蜚语；*
**爱你所爱  行你所行  听从你心  无问东西**


🍊作者简介： 不肯过江东丶，一个来自二线城市的程序员，致力于用“猥琐”办法解决繁琐问题，让复杂的问题变得通俗易懂。 🍊支持作者： 点赞👍、关注💖、留言💌~

大聪明教你学Java | 深入浅出聊 ThreadLocal

无论我们是去大厂面试还是去中小厂面试，几乎都会被问到关于 ThreadLocal 的问题。虽然 ThreadLocal 是面试中老生常谈的问题，但是有很多小伙伴在实际工作中几乎没怎么用过 ThreadLocal，也对它并没有太多了解。今天大聪明就跟各位小伙伴深入浅出的聊一聊 ThreadLocal。

高级Java开发工程师

编程语言

后端

ThreadLocal是Java多线程编程中的线程隔离机制，解决共享变量安全问题。通过为每个线程创建独立副本，避免锁竞争开销。需注意内存泄漏风险，使用后务必调用remove()方法。支持跨线程传递的InheritableThreadLocal和TransmittableThreadLocal适用于不同场景。

容器

11.11畅享AI算力 云启新增长

文章

问答

视频

学习中心

腾讯云实验室

直播

竞赛

腾讯云代码分析专区

腾讯iOA零信任安全管理系统专区

腾讯云架构师技术同盟交流圈

腾讯云数据库专区

腾讯云顾问专区

腾讯云原生专区

腾讯混元专区

腾讯云TCE专区

腾讯云Lighthouse专区

腾讯云HAI专区

腾讯云Edgeone专区

腾讯云存储专区

腾讯云智能专区

腾讯轻联专区 

腾讯云开发专区

TAPD专区

腾讯轻量云游戏服专区

腾讯云最具价值专家

腾讯云架构师技术同盟

腾讯云创作之星

腾讯云开发者先锋

腾讯云代码助手

云原生构建

TAPD 敏捷项目管理

Cloud Studio

SDK中心

API中心

命令行工具

涵盖代码开发、场景应用、自动测试全流程，助你从零构建专属AI助手

一站式MCP教程库，解锁AI应用新玩法

聚焦“写作效率、视觉美观与运行性能”三方面进行全面升级，为您提供更高效、稳定的创作环境

社区富文本&Markdown编辑器全新改版上线，欢迎大家体验!

大聪明教你学Java | 深入浅出聊 ThreadLocal-腾讯云开发者社区-腾讯云

大聪明教你学Java | 深入浅出聊 ThreadLocal

大聪明教你学Java | 深入浅出聊 ThreadLocal

社区

活动

圈层

关于

腾讯云开发者

热门产品

热门推荐

更多推荐