1）作用

ThreadLocal 不是用於解決共享變數的問題的，也不是為了協調執行緒同步而存在，而是為了方便每個執行緒處理自己的狀態而引入的一個機制；每個Thread內部都有一個ThreadLocal.ThreadLocalMap型別的成員變數，該成員變數用來儲存實際的ThreadLocal變數副本；ThreadLocal並不是為執行緒儲存物件的副本，它僅僅只起到一個索引的作用；它的主要目的是為每一個執行緒隔離一個類的例項，這個例項的作用範圍僅限於執行緒內部；

2）原理

（1）ThreadLocal的資料結構

Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap的關係：ThreadLocal：屬於Thread的成員變數；ThreadLocalMap：屬於ThreadLocal的內部靜態類；

（2）ThreadLocal的原始碼

ThreadLocalMap1> Entry

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {    /** The value associated with this ThreadLocal. */    Object value;    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {        super(k);        value = v;   }}

ThreadLocalMap其內部利用Entry來實現key-value的儲存，Entry所對應key（ThreadLocal例項）的引用為一個弱引用；

2>set(ThreadLocal key, Object value)

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {    Entry[] tab = table;    int len = tab.length;   // 根據 ThreadLocal 的雜湊值，查詢對應元素在陣列中的位置    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);   // 採用“線性探測法”，尋找合適位置    for (Entry e = tab[i];         e != null;         e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {        ThreadLocal<?> k = e.get();       // key 存在，直接覆蓋        if (k == key) {            e.value = value;            return;       }       // key == null，但是存在值（因為此處的e != null），說明之前的ThreadLocal物件已經被回收了        if (k == null) {            // 用新元素替換陳舊的元素            replaceStaleEntry(key, value, i);            return;       }   }    tab[i] = new Entry(key, value);    int sz = ++size;    if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)        rehash();}

這個set()操作y與集合的put()方式不一樣，不同在於他們解決雜湊衝突的方式不同：集合Map的put()採用的是拉鍊法，而ThreadLocalMap的set()則是採用開放定址法；set()操作除了儲存元素外，還有就是replaceStaleEntry()和cleanSomeSlots()，這兩個方法可以清除掉key == null 的例項，防止記憶體洩漏；

3>getEntry()

private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);    Entry e = table[i];    if (e != null && e.get() == key)        return e;    else        return getEntryAfterMiss(key, i, e);}

由於採用了開放定址法，所以當前key的雜湊值和元素在陣列的索引並不是完全對應的，首先取一個探測數（key的雜湊值），如果所對應的key就是我們所要找的元素，則返回，否則呼叫getEntryAfterMiss()；

private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {    Entry[] tab = table;    int len = tab.length;    while (e != null) {        ThreadLocal<?> k = e.get();        if (k == key)            return e;        if (k == null)            expungeStaleEntry(i);        else            i = nextIndex(i, len);        e = tab[i];    }    return null;}

當key == null時，呼叫了expungeStaleEntry()方法，該方法用於處理key == null，有利於GC回收，能夠有效地避免記憶體洩漏；

get()：返回當前執行緒所對應的執行緒變數

public T get() {    // 獲取當前執行緒    Thread t = Thread.currentThread();    // 獲取當前執行緒的成員變數 threadLocal    ThreadLocalMap map = getMap(t);    if (map != null) {        // 從當前執行緒的ThreadLocalMap獲取相對應的Entry        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);        if (e != null) {            @SuppressWarnings("unchecked")            // 獲取目標值            T result = (T)e.value;            return result;       }   }    return setInitialValue();}

首先通過當前執行緒獲取所對應的成員變數ThreadLocalMap，然後透過ThreadLocalMap獲取當前ThreadLocal的Entry，最後透過所獲取的Entry獲取目標值result；getMap()方法可以獲取當前執行緒所對應的ThreadLocalMap：

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {    return t.threadLocals;}

set(T value)：設定當前執行緒的執行緒區域性變數的值

public void set(T value) {    Thread t = Thread.currentThread();    ThreadLocalMap map = getMap(t);    if (map != null)        map.set(this, value);    else        createMap(t, value);}

獲取當前執行緒所對應的ThreadLocalMap，如果不為空，則呼叫ThreadLocalMap的set()方法，key就是當前ThreadLocal，如果不存在，則呼叫createMap()方法新建一個；

void createMap(Thread t, T firstValue) {    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);}

initialValue()：返回該執行緒區域性變數的初始值

protected T initialValue() {    return null;}

該方法定義為protected級別且返回為null，很明顯是要子類實現它的，所以我們在使用ThreadLocal的時候一般都應該覆蓋該方法；該方法不能顯示呼叫，只有在第一次呼叫get()或者set()方法時才會被執行，並且僅執行1次；

remove()：將當前執行緒區域性變數的值刪除

public void remove() {     ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());     if (m != null)         m.remove(this); }

該方法的目的是減少記憶體的佔用；當然，我們不需要顯示呼叫該方法，因為一個執行緒結束後，它所對應的區域性變數就會被垃圾回收；

（3）ThreadLocal記憶體洩漏

為什麼使用弱引用假如使用強引用，當ThreadLocal不再使用需要回收時，發現某個執行緒中ThreadLocalMap存在該ThreadLocal的強引用，無法回收，造成記憶體洩漏；因此，使用弱引用可以防止長期存在的執行緒（通常使用了執行緒池）導致ThreadLocal無法回收造成記憶體洩漏；為什麼弱引用還會記憶體洩漏在Entry物件中，雖然Key(ThreadLocal)是透過弱引用引入的，但是value即變數值本身是透過強引用引入；這就導致，假如不作任何處理，由於ThreadLocalMap和執行緒的生命週期是一致的，當執行緒資源長期不釋放，即使ThreadLocal本身由於弱引用機制已經回收掉了，但value還是駐留線上程的ThreadLocalMap的Entry中；即存在key為null，但value卻有值的無效Entry，導致記憶體洩漏；如何避免ThreadLocal中的expungeStaleEntry方法，擦除某個下標的Entry（置為null，可以回收），同時檢測整個Entry[]表中對key為null的Entry一併擦除，重新調整索引，該方法，在每次呼叫ThreadLocal的get、set、remove方法時都會執行；正確使用每次使用完ThreadLocal都呼叫它的remove()方法清除資料；將ThreadLocal變數定義成private static，這樣就一直存在ThreadLocal的強引用，也就能保證任何時候都能透過ThreadLocal的弱引用訪問到Entry的value值，進而清除掉；

3）使用場景

當在一個類中使用 static 成員變數時，一定要考慮多個執行緒是否需要獨立的 static 成員變數，如果需要那就需要使用ThreadLocal

解決資料庫的連線

//定義一個數據庫連線	private static Connection conn = null;	private static ThreadLocal<Connection> connContainer = new ThreadLocal<Connection>();	//獲取連線	public synchronized static Connection getConnection() {		//獲取連線物件		conn = connContainer.get();		try {			if(conn == null) {				Class.forName(DRIVER);				conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PWD);				connContainer.set(conn);			}		} catch (SQLException e) {			e.printStackTrace();		} catch (ClassNotFoundException e) {			// TODO Auto-generated catch block			e.printStackTrace();		}		return conn;	}	//關閉連線	public static void closeConnection() {		if(conn != null) {			try {				conn.close();			} catch (SQLException e) {				e.printStackTrace();			}		}	}

儲存使用者session

private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();public static Session getSession() throws InfrastructureException {    Session s = (Session) threadSession.get();    try {        if (s == null) {            s = getSessionFactory().openSession();            threadSession.set(s);       }   } catch (HibernateException ex) {        throw new InfrastructureException(ex);   }    return s;}

解決執行緒安全問題

public class DateUtil {    private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> format1 = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {        @Override        protected SimpleDateFormat initialValue() {            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");        }    };    public static String formatDate(Date date) {        return format1.get().format(date);    }}

Java7中的SimpleDateFormat不是執行緒安全的，可以用ThreadLocal來解決這個問題；