一篇学习笔记。
这里就不讲 ThreadLocal 的基本使用了，主要来聊一聊它的原理。
一、ThreadLocal 概述
ThreadLocal 是 Java 多线程编程中用于实现线程私有变量的核心工具类。它通过为每个线程创建独立的变量副本，解决了多线程环境下共享变量引发的线程安全问题。其经典应用场景包括：
- 数据库连接管理（每个线程独立使用 Connection）
- 用户会话信息存储（如 Spring 的
RequestContextHolder） - 避免参数透传（如分布式链路追踪的上下文传递）
二、核心实现原理
ThreadLocal 的实现主要有三个类参与，分别是 Thread，ThreadLocal，ThreadLocalMap，实际的数据就是存储在 ThreadLocalMap 中的 Entry 对象中（Entry是ThreadLocalMap的静态内部类，继承了 WeakReference，会使用弱引用在一定层度上避免内存泄漏。）。
- Thread： Java中的线程类，用于创建一个新的线程，其中会有 ThreadLocalMap 类型的一个属性（后面会讲）
- ThreadLocal： Java 多线程编程中用于实现线程私有变量的核心工具类。
- ThreadLocalMap： ThreadLocal 中的静态内部类。
这里先给出这三个类的一个关系图，后续的讲解都在这个图上来进行说明的，会通过源码来进行证明。（早期的实现不是这个样子的，这里就不做特别说明了，减少学习成本）
从这个图来进行分析，每一个 Thread 对象（可以理解为一个线程），都有一个 ThreadLocalMap 的属性，当我们使用 ThreadLocal 的set()方法来保存用户变量的时候，就会把当前的 ThreadLocal 对象作为 key，需要保存的用户变量作为 value 存到这个 ThreadLocalMap 中 。
因为每个线程的成员变量是线程私有的，所以解决了多线程环境下共享变量引发的线程安全问题。
ThreadLocalMap 的成员变量和线程绑定，所以除了方法的参数以外，也可以通过 ThreadLocal 来进行数据的传递。
Thread
我们先来看看 Thread 中的实现：
这是我在 Thread 源码中截的图，可以确实 Thread 维护一个 ThreadLocalMap 的成员属性 threadLocals，也可以看出来这个 ThreadLocal的一个静态内部类。
这个上面有一段注释，翻译过来大概意思是：
ThreadLocal 值，此映射由 ThreadLocal 类维护 。
就是在说，Thread 的对象不会对这个属性进行操作，当时使用 ThreadLocal 的API的时候，会来操作这个属性。
ThreadLocal
接下来，来看一下 ThreadLocal 是怎么来维护 Thread 中的 threadLocals 成员属性的。
我们在使用 ThreadLocal 的时候，一般都是用 set() 和 get() 方法，我们就来着重分析一下这两个方法。
这里先给出set()源代码截图再来做说明。
从图中可以看到 set() 方法的第一行Thread t = Thread.currentThread()获取到了当前线程，第二行ThreadLocalMap map = getMap(t),是调用了一个getMap()的方法，并把当前线程作为参数传入，获取到一个 ThreadLocalMap 对象，我们跟进这个方法：
从这个方法中可以看出来，返回的 ThreadLocalMap 对象是前面我们提到的 Thread 的一个成员属性。 我们再顺着set() 方法往下走，这个时候就有两种情况：
- 第一次访问，还没创建 ThreadLocalMap 对象，这个时候获取到的就是
null - 已经创建好 ThreadLocalMap 对象
- 还没创建 ThreadLocalMap 对象
我们先来看看第一种情况，也就是获取到的 map == null 的时候，也就是 else 这部分的代码块，这个时候就会执行 createMap(t, value) 这行代码，把当前线程和传进来的值作为参数，我们接着跟进这个方法，看看做了些什么。
这里就是调用构造方法创建了一个 ThreadLocalMap 对象并复制给当前线程的 threadLocals 属性，要注意，这里构造方法传入的 this 是当前调用set()方法的 ThreadLocal 对象，再跟进这个方法。
可以看到第一行创建了一个 Entry 类型的数组，这里传入了初始的容量（初始容量是16，我就不再证明了），并把创建好的数组赋值给了 table，这个 table 是 ThreadLocalMap 的一个成员属性，就是一个 Entry 数组，第二行代码就是把传入的 ThreadLocal 对象就行 hash 运算，算出一个数组下标，主要来看一下这个 Entry 创建的过程，ThreadLocal 就是在这里使用的弱引用 ，后面两行不用过多的在意。
Entry 的构造方法传入了我们的 ThreadLoacl 对象和要设置的 value，我们来看一下这个 Entry 的构造方法做了些什么，前面也说了， Entry 继承了 Java 中的弱引用，就是在这里使用了
这里做一个简单的说明，如果一个对象只有弱引用指向它，垃圾回收器工作的时候会回收这个对象（如果还有强引用指向这个对象，垃圾回收器是不会回收的）
从图中可以看到， Rntry 继承了 WeakReference<ThreadLocal<?>>，这个是Java中的弱引用对象，通过它的构造函数传入的对象会通过弱引用连接，在构造方法中，把 k 传给了父类的构造方法，也就是说，使用弱引用指向了我们的 ThreadLocal 对象（后面讲内存泄漏的时候会再提到这个）。
第一次创建的大致流程就是这样的。
- 获取到的map不为空
这里就简单说一下了，流程和第一次创建的时候是差不多的，不过会多一些检查判断。
它会进行 hash 运算找到对应的槽位，如果创建了就赋值，当然了，会进行一些健壮性判断，如果没有的话，就会 new 一个新的 Entry 对象。
我们再来看一下get()方法的源码截图：
这里也是先获取当前线程的对象，然后判断是否有 map 对象和是否有 对应的 Entry 对象，没有的话，会调用一个获取初始值的方法，并创建新的 Entry 在这个 map 中，代码和上面的 set()差不多，我就不再仔细分析了。
三、内存泄漏
- 内存泄漏：程序中已经动态分配的内存由于某种原因未释放或无法释放，造成系统内存的浪费，导致程序运行速度减慢甚至崩溃。此外内存泄漏的堆积最终也会导致内存溢出
这里有一个内存结构图，在栈区中有ThreadLocal对象和当前线程对象，分别指向堆区真正存储的类对象，这俩个指向都是强引用。在堆区中当前线程肯定是只有自己的Map的信息的，而Map中又存储着一个个的Entry节点；在Entry节点中每一个Key都是ThreadLocal的实例，同时Value又指向了真正的存储的数据位置，以上便是下图的引用关系。
内存泄漏出现的原因
内存泄漏，其实就是指的Entry这块内存不能正确释放
先说 Entry 的 key：
如果 key 使用的是强引用 当我们在业务代码中使用完ThreadLocal，在栈区指向堆区的这个指向关系就会被回收掉了，但是由于Key是强引用指向ThreadLocal，故而堆区中的ThreadLocal无法被回收，此时的Key指向ThreadLocal，另外由于当前线程还没有结束，则下面那条强引用指向关系任然存在（使用线程池）。这个THreadLocal对象就不会被回收。
然后就是是弱引用的情况，当我们在业务代码中使用完ThreadLocal就通过垃圾回收（GC）进行了回收，那么由于Key是弱引用，Key此时就指向null，ThreadLocal对象就会被回收。
注意：
这两种情况都没有手动的调用remove()方法，所以他们的 value 都还存在，没有被回收，依然存在内存泄漏问题（前提是线程还在运行，使用线程池容易发生这种情况）。
所以我们在写代码的时候记得写remove()方法可以有效的避免发生内存泄漏