ThreadLocal 的作用是针对目标字段，给每一个线程维护一个独立的变量副本，实现线程隔离，一个Thread中字段的修改不会影响到其他线程。

ThreadLocal是怎样实现线程独立的？

线程独立副本的实现核心依赖于ThreadLocalMap这一数据结构，每一个 Thread 都维护一个 ThreadLocalMap，用于存储该线程的所有 ThreadLocal 变量及其对应的值。下面是 T ThreadLocal<T>.get() 方法的源码：

    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();
    }

• 获取当前所在的线程对象，获取到该线程维护的 ThreadLocalMap 对象。
• ThreadLocalMap 是一个类哈希表数据结构，key是 ThreadLocal 对象，value 是被包装的字段本身；
• 所以每次调用ThreadLocal.set()时，都是在所在Thread中的ThreadLocalMap中获取到备份字段，修改该备份字段，自然影响不到其他线程。

ThreadLocalMap的数据结构 – 散列表（线性开放寻址）

有一个误区是以为 ThreadLocalMap 底层是一个HashMap。

下面是 ThreadLocalMap 的部分源码：

    static class ThreadLocalMap {
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {

            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

        private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;

        private Entry[] table;

        private int size = 0;

        private int threshold; // Default to 0
    }

可以看出，Entry 是一个 key-value 结构

• key：弱引用的ThreadLocal对象，只要该对象没有其他强引用，就会被GC垃圾回收；
• value：被ThreadLocal包装的T对象

如下图：

用 Entry[] 数组来存储 Entry。接着再来看 ThreadLocalMap.set(ThreadLocal<?> key, Object value) ：

        private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {

            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

            for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {

                ThreadLocal<?> k = e.get();

                if (k == key) {
                    e.value = value;
                    return;
                }

                if (k == null) {
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }

            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }

可以看出，这里的哈希表实现 不同于HashMap的处理（发生哈希碰撞存成链表或红黑树），这里用到的是开放寻址法（线性探测）处理hash冲突，也就是当发生hash碰撞时，+1向后寻址，直到找到空位置。

另外，如果 size 达到 threshold，会调用 rehash() 方法进行扩容，重新计算所有键的存储位置，减少冲突。

ThreadLocal的内存泄漏问题

我们知道 ThreadLocalMap 的 key 是弱引用的 ThreadLocal，当该 ThreadLocal 没有强引用时就会被GC垃圾回收掉。然而，value 是强引用的，一旦key被垃圾回收，就会产生一个 key 为 null 的 Entry ，如果不采取措施，这个 Entry 将永远不会被回收，这时就可能发生内存泄漏问题。

因此在使用完ThreadLocal后，一定要记得 new ThreadLocal<>().remove(); 操作！！！

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// todo：待补充