ThreadLocal解析:父線程的本地變量不能傳遞到子線程詳解

    眾所周知，ThreadLocal類是java提供線程本地變量的工具類。但父線程的本地變量卻不能被子線程使用，代碼如下：

public static void main(String[] args) {
        ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
        threadLocal.set("abc");
        System.out.println("父線程:"+threadLocal.get());
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.print("子線程:"+threadLocal.get());
            }
        });
        t1.start();
    }

    運行結果如下：

     至於原因呢，得先了解ThreadLocal存儲的變量是怎么存儲的。首先，讓我們先看看Thread類的源碼：在thread類中有聲明這么一個成員變量——threadLocals 

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

     根據定義可以看出，這是ThreadLocal類里的靜態內部類，它的結構是Map結構，以鍵值對的形式存儲值。key值就是當前ThreadLocal類的實例，value值就是當前線程的本地變量。所以線程的本地變量是存在線程實例當中的，而不是存在ThreadLocal中。ThreadLocal只是一個工具類，體現在當ThreadLocal實例調用set()方法時，會將當前線程的threadLocals變量實例化。以下是ThreadLocal類的set()方法源碼。

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

    可以看到，先是獲取當前線程的實例，再獲取線程的成員變量threadLocals，如果threadLocals已經實例化，就直接以當前ThreadLocal類為key,存儲的本地變量為value，存進threadLocals中。所以線程本地變量是存儲在線程中的。如果threadLocals未實例化,則調用createMap()方法，該方法會調用ThreadLocalMap的構造方法，初始化一個以當前ThreadLocal類為key,存儲的本地變量為value的Map。該Map是類似HashMap的，感興趣的話可以繼續往下看源碼，此處不做擴展。

    回到最開始的問題，子線程調用ThreadLocal類的get方法，源碼如下：

public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }

    此時，會產生兩個分支，一個是通過子線程的ThreadLocalMap的getEntry()方法獲取Entry並返回value值，但由於子線程的ThreadLocalMap!=父線程的ThreadLocalMap,所以獲取不到父線程的本地變量。另一個分支是返回setInitialValue()的返回值，setInitialValue()方法源碼如下：

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

    可以看到value會默認為null,如果子線程的ThreadLocalMap已經實例化，則直接以ThreadLocal實例為key,null為value存進ThreadLocalMap中，否則就創建一個同上所述的ThreadLocalMap。

    引發出的問題:ThreadLocal類是弱引用，一次GC后會為null,當key為null時，value值卻還存在內存中，造成內存泄漏。所以ThreadLocal類最后一定要執行remove()方法。在GC之前將內存釋放。

    綜上，第一次寫博客，寫得不好或者有錯誤的地方，請指正。