ThreadLocal详解

ThreadLocal翻译成中文比较准确的叫法应该是：线程局部变量。
这个类有什么作用，或者说为什么要有这么一个类呢？先解释一下，在并发编程的时候，成员变量如果不做任何处理其实是不安全的，各个线程都在操作同一个变量，显然是不行的，并且我们也知道volatile这个关键字也是不能保证线程安全的。那么在有一种情况之下，我们需要满足这样一个条件：变量是同一个，但是每个线程都使用变量的一个新的副本。
我们使用如下代码进行测试：

public class TestNum {  
    //通过匿名内部类覆盖ThreadLocal的initialValue()方法，指定初始值  
    private static ThreadLocal<Integer> seqNum = new ThreadLocal<Integer>() {  
        public Integer initialValue() {  
            return 0;  
        }  
    };  
    // 获取下一个序列值  
    public int getNextNum() {  
        seqNum.set(seqNum.get() + 1);  
        return seqNum.get();  
    }  
    //主要看这里
    public static void main(String[] args) {
        //变量
        TestNum sn = new TestNum();  
        // 3个线程共享同一个变量sn，各自产生序列号  
        TestClient t1 = new TestClient(sn);  
        TestClient t2 = new TestClient(sn);  
        TestClient t3 = new TestClient(sn);  
        t1.start();  
        t2.start();  
        t3.start();  
    }  
    private static class TestClient extends Thread {  
        private TestNum sn;  
        public TestClient(TestNum sn) {  
            this.sn = sn;  
        }  
        public void run() {  
            for (int i = 0; i < 3; i++) {  
                //每个线程打出3个序列值  
                System.out.println("thread[" + Thread.currentThread().getName() + "] --> sn["  
                         + sn.getNextNum() + "]");  
            }  
        }  
    }  
}  

输出结果：

thread[Thread-0] --> sn[1]
thread[Thread-1] --> sn[1]
thread[Thread-2] --> sn[1]
thread[Thread-1] --> sn[2]
thread[Thread-0] --> sn[2]
thread[Thread-1] --> sn[3]
thread[Thread-2] --> sn[2]
thread[Thread-0] --> sn[3]
thread[Thread-2] --> sn[3]

由上可见，三个线程公用同一个变量，但是对变量的操作却互不影响，那么这种机制是如何实现的？
以上代码在getNextNum中使用了ThreadLocal的set方法，我们查看ThreadLocal中set方法的实现：

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

set方法首先获取当前线程，然后查看当前线程的threadLocals变量是否为空，若为空，则调用createMap为其（线程）创建一个新的threadLocals变量，否则为其赋值，从以上分析中，我们可以看出，在用户使用ThreadLocal中的set方法是，他会根据线程的不同，采用不同的副本。
事实上，从本质来讲，就是每个线程都维护了一个map，而这个map的key就是threadLocal，而值就是我们set的那个值，每次线程在get的时候，都从自己的变量中取值，既然从自己的变量中取值，那肯定就不存在线程安全问题，总体来讲，ThreadLocal这个变量的状态根本没有发生变化，他仅仅是充当一个key的角色，另外提供给每一个线程一个初始值。如果允许的话，我们自己就能实现一个这样的功能，只不过恰好JDK就已经帮我们做了这个事情。