ThreadLocal 是什么？它的实现原理呢？

发布时间：2024年01月05日
一个工作了 4 年的小伙伴，又私信了我一个并发编程里面的问题。
他说他要抓狂了，每天 CRUD，也没用到过 ThreadLocal 啊，怎么就不能问我怎么写CRUD 呢？
我反问他如果只问你项目和业务，那有些 4 年的小伙伴他要求月薪 30K，有些只要求月薪 15K，
那请问，凭什么每个月要多出 15k 给你？我花 30k 招两个 15k 的，不能写 CRUD 吗？
好吧，我们来看看 ThreadLocal 是什么？它的实现原理呢？

一、问题解析

这个问题我从三个方面来回答。
1. ThreadLocal 是一种线程隔离机制，它提供了多线程环境下对于共享变量访问的安全性。
2. 在多线程访问共享变量的场景中（出现下面第一个图），一般的解决办法是对共享变量加锁（出
现下面第二个图），从而保证在同一时刻只有一个线程能够对共享变量进行更新，并且基于Happens-Before 规则里面的监视器锁规则，又保证了数据修改后对其他线程的可见性。
3. 但是加锁会带来性能的下降，所以 ThreadLocal 用了一种空间换时间的设计思想，也就是说在每个线程里面，都有一个容器来存储共享变量的副本，然后每个线程只对自己的变量副本来做更新操作，这样既解决了线程安全问题，又避免了多线程竞争加锁的开销。
4. ThreadLocal 的具体实现原理是，在 Thread 类里面有一个成员变量ThreadLocalMap，它专门来存储当前线程的共享变量副本，后续这个线程对于共享变量的操作，都是从这ThreadLocalMap 里面进行变更，不会影响全局共享变量的值。
以上就是我对这个问题的理解。

二、问题总结

ThreadLocal 使用场景比较多，比如在数据库连接的隔离、对于客户端请求会话的隔离 等等。
在 ThreadLocal 中，除了空间换时间的设计思想以外，还有一些比较好的设计思想，比如线性探索解决 hash 冲突，数据预清理机制、弱引用 key 设计尽可能避免内存泄漏等。这些思想在解决某些类似的业务问题时，都是可以直接借鉴的。
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我是 浮生，一个工作了 14 年的 Java 程序员，咱们下期再见。

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