【面试真题拆解】你知道ThreadLocal是什么吗

ThreadLocal 是线程专属的本地变量，它的设计是给每个线程创建一份独立的变量副本，线程之间完全不共享数据，天然实现线程隔离，全程无锁竞争，性能远高于加锁保证线程安全的方案。

每个 Thread 内部都有一个专属的成员变量 ThreadLocalMap（不是 ThreadLocal 的！），Key 是 ThreadLocal 实例本身（弱引用），Value 是存的变量（强引用）。

官话太多，直接上例子。

以用户上下文传递举个例子

java 复制代码

/**
 * 用户上下文工具类
 * 用ThreadLocal存当前登录用户的ID，避免层层传参
 */
public class UserContextHolder {
    // 定义ThreadLocal，存用户ID
    private static final ThreadLocal<Long> USER_ID_THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>();

    /**
     * 设置用户ID
     */
    public static void setUserId(Long userId) {
        USER_ID_THREAD_LOCAL.set(userId);
    }

    /**
     * 获取用户ID
     */
    public static Long getUserId() {
        return USER_ID_THREAD_LOCAL.get();
    }

    /**
     * 必须手动调用！清理ThreadLocal，防止内存泄漏
     */
    public static void clear() {
        USER_ID_THREAD_LOCAL.remove();
    }
}

和加锁保证线程安全的区别

对比项	加锁	ThreadLocal
思想	多线程排队用同一个变量，保证同一时间只有一个线程能访问	每个线程用自己的专属变量，完全不共享
性能	有锁竞争，高并发下性能差	无锁竞争，性能高
适用场景	多线程必须共享同一个变量的场景（比如共享计数器、共享资源修改）	每个线程需要独立变量副本的场景（比如用户上下文、SimpleDateFormat 线程安全）

小贴士

很多人以为ThreadLocalMap的Key是"线程ID"，其实Key是ThreadLocal实例本身，而不是线程ID。

一个线程可以有多个ThreadLocal实例，每个实例对应一个Value，存到同一个ThreadLocalMap里，Key不同，互不干扰。

ThreadLocal内存泄漏问题

Java中的4种引用强度

强引用

我们平时写的 Object obj = new Object() 就是强引用，只要强引用还在，GC就不会回收这个对象。

软引用

用 SoftReference 包装的引用，只有当内存不够用的时候，GC 才会回收这个对象。

弱引用

用 WeakReference 包装的引用，只要GC一运行，不管内存够不够，都会回收这个对象。

虚引用

用 PhantomReference 包装的引用，完全不影响对象的生命周期，只是用来在对象被 GC 回收前收到一个通知，做一些收尾工作。

ThreadLocalMap的Entry结构

ThreadLocalMap的Entry是继承自WeakReference的，结构如下：

java 复制代码

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
    Object value;
    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
        super(k); // Key是弱引用
        value = v; // Value是强引用
    }
}

假设创建了一个 ThreadLocal 实例，有外部强引用指向它，同时把它作为 Key 存到了线程的 ThreadLocalMap 里；

当用完 ThreadLocal 后，没有手动 remove，而且外部的强引用也没了（比如 threadLocal = null），因为 Key 是弱引用，GC 一运行，Key 就被回收了，变成了 null。

但是， Value 是强引用，只要线程还活着，Value 就不会被 GC 回收，这就导致了内存泄漏。

更严重的还有，如果用了线程池，线程会被长期复用，不仅内存泄漏，还会导致用户信息串号、数据错误等严重的业务问题。

怎么避免内存泄漏

使用完ThreadLocal后，手动调用 remove() 方法。

举个例子，在Spring Boot的拦截器里：

java 复制代码

@Component
public class UserInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {
        // 从Token里解析出用户ID，存到ThreadLocal
        Long userId = parseUserIdFromToken(request.getHeader("Authorization"));
        UserContextHolder.setUserId(userId);
        return true;
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) {
        // 在这里清理，不管请求成功失败，都要清理。
        UserContextHolder.clear();
    }
}