面试经常问到的ThreadLocal的实现原理
你好，我是风一样的树懒，一个工作十多年的后端开发，曾就职京东、阿里等多家互联网头部企业。
由于该模块的内容较多，是面试经常遇到的，而且较长，我们将分成几个模块来学习，也是由于之前最开始的文章太长，大家读起来比较费劲，完读率不是很高，我们进行一定的拆解，慢慢学习。
ThreadLocal 是 Java 提供的一种 线程本地变量存储机制，它允许在同一个线程中的不同方法或类之间共享变量，而不需要显式地传递该变量。每个线程都会拥有自己独立的 ThreadLocal 变量副本，其他线程无法访问。
它主要用于解决多线程环境下变量的共享和隔离，避免了使用 synchronized 进行同步，从而提高了性能。
内部结构
每个线程内部维护一个 ThreadLocalMap，用于存储 ThreadLocal 变量。它的核心结构如下：
public class ThreadLocal<T> {// 返回当前线程的ThreadLocalMap，并获取变量值public T get() { ... }// 设置当前线程的ThreadLocalMap变量值public void set(T value) { ... }// 移除当前线程的ThreadLocal变量，避免内存泄漏public void remove() { ... }}
每个 Thread 类都有一个 ThreadLocalMap，其内部维护了 Key-Value 结构：
Key：ThreadLocal 实例（弱引用，防止内存泄漏）
Value：存储的实际值
ThreadLocalMap 的实现
（1）Thread 类内部的 ThreadLocalMap
public class Thread {// 每个线程都有一个独立的ThreadLocalMapThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;}
（2）ThreadLocalMap 的数据结构
ThreadLocalMap 类似于 HashMap，但设计上更简单。它是一个 数组结构，数组中的每个元素都是一个 Entry（类似于 HashMap 的 Node）：
static class ThreadLocalMap {static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {Object value;Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {super(k); // Key是弱引用，防止内存泄漏value = v;}}private Entry[] table;}
（3）源码
public void set(T value) {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null)map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);}
get() 方法
当 ThreadLocal.get() 被调用时：
（1）获取当前线程的 ThreadLocalMap：
ThreadLocalMap map = getMap(Thread.currentThread());（2）根据 ThreadLocal 的 hashCode() 在 ThreadLocalMap 数组中查找对应的值：
int i = threadLocalHashCode & (table.length - 1);Entry e = table[i];
（3）如果 Entry 存在，则返回 value：
return e.value;（4）源码
public T get() {Thread t = Thread.currentThread();ThreadLocalMap map = getMap(t);if (map != null) {Entry e = map.getEntry(this);if (e != null) {return (T) e.value;}}return setInitialValue();}
set() 方法
当 ThreadLocal.set(value) 被调用时：
（1）获取当前线程的 ThreadLocalMap：
ThreadLocalMap map = getMap(Thread.currentThread());（2）如果 map 为空，初始化一个 ThreadLocalMap：
if (map == null) {createMap(Thread.currentThread(), value);}
（3）计算存储索引，并存储 Entry(ThreadLocal, value)：
int i = threadLocalHashCode & (table.length - 1);table[i] = new Entry(this, value);
remove() 方法
remove() 方法用于 防止内存泄漏，当不再需要 ThreadLocal 变量时，应该手动调用 remove()：
public void remove() {ThreadLocalMap map = getMap(Thread.currentThread());if (map != null) {map.remove(this);}}
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