Java并发之ThreadLocal

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原创最新推荐文章于 2026-07-02 09:36:50 发布 228 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Java并发 ThreadLocal 原理（详解）比如 Tomcat 的线程池处理了一堆请求，而线程池中的线程一般是不会被清理掉的，所以这个引用链就会一直在，那么 ThreadLocal 对象即使没有用了，也会随着线程的存在，而一直存在着。对象作为键都会计算得到一个hash值，然后和hashMap一样，计算得到entry数组内的一个下标，去查找这个threadLocal对象。实例被不再需要的线程持有为强引用，那么当该线程结束时，相关的 ThreadLocal实例。当然，这种数组操作一般免不了阈值的判断，如果超过阈值则需要进行扩容。阅读详情

前言

ThreadLocal是一个全局变量，用于解决线程范围内变量共享问题，其实ThreadLocal可以看作是一个Map集合，而key就是当前线程名，而value是想要存放的变量，ThreadLocal的变量用完会自动销毁，不用考虑ThreadLocal中的变量会占用空间，对于ThreadLocal来说每个线程的变量都是独立的，不会相互影响，可以通过ThreadLocal在同一线程内的不同组件传递公共变量

成员变量

我们看ThreadLocal的源码可以看到他有三个成员变量

<pre class="prettyprint hljs gradle" deep="5" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">/**
    这个属性用于ThreadLocal的桶位寻址
    如果一个threadLocal对象第一次调用get()方法，那么就会给当前线程分配一个value
    这个value和这个threadLocal对象被包装成一个entry
    这个entry的key是threadLocal对象，value是生成的value
    **/
    private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
    /**
    这个属性是创建ThreadLocal会用到该属性
    每创建一个ThreadLocal对象，就会使用该属性分配一个hash值给这个对象
    **/
    private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();
    /**
    表示hash增量，没创建一个ThreadLocal对象，ThreadLocal.nextHashCode就会增长HASH_INCREMENT
    **/
    private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;

get方法

<pre class="prettyprint hljs kotlin" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public T get() {
    //获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //根据当前线程获取ThreadLocalMap对象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //判断map是否为null
    if (map != null) {
        //当前threadLocal对象作为key获取entry
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        //判断entry是否为null
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            //返回result
            return result;
        }
    }
    //初始化
    return setInitialValue();
}

接下来我们再看这个初始化方法

setInitialValue方法

这个方法是用于初始化的，我们从上面的get方法可以知道，进入该方法有两种情况，一个就是ThreadLocalMap为null或者Entry为null

<pre class="prettyprint hljs cs" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">private T setInitialValue() {
        //调用ThreadLocal对象的方法进行初始化
        T value = initialValue();
        //获取到当前线程
        Thread t = Thread.currentThread();
        //当前线程作为key获取ThreadLocalMap对象
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        //判断map是否为null，如果不为null证明已经初始化过ThreadLocalMap对象了(一个ThreadLocal只会初始化一次)
        if (map != null)
            //向ThreadLocalMap中保存当前threadLocal与当前线程生成的线程局部变量
            map.set(this, value);
        else
            //如果走到这里证明map==null，进行初始化创建一个ThreadLocalMap对象
            createMap(t, value);
        return value;
    }

set方法

<pre class="prettyprint hljs cs" style="padding: 0.5em; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Courier New&quot;, monospace; color: rgb(68, 68, 68); border-radius: 4px; display: block; margin: 0px 0px 1.5em; font-size: 14px; line-height: 1.5em; word-break: break-all; overflow-wrap: break-word; white-space: pre; background-color: rgb(246, 246, 246); border: none; overflow-x: auto; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public void set(T value) {
    //获取当前线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //将当前线程作为key获取ThreadLocalMap对象
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //判断threadLocalMap是否为null
    if (map != null)
        //覆盖或者添加新的key - value
        map.set(this, value);
    else
        //证明还没有被初始化，进行初始化
        createMap(t, value);
}

如何实现线程隔离？

每一个Thread都有着自己的ThreadLocalMap用于存储数据，当线程访问某个ThreadLocal对象的get方法的时候，方法内部会判断该线程的ThreadLocalMap数组内是否存在以当前线程为key的Entry节点，如果数组内没有对应的节点，那么当前ThreadLocal对象，就会调用初始化方法，创建一个Entry节点放入ThreadLocalMap中

ThreadLocal内存泄漏原因

主要是因为ThreadLocalMap的Entry对象是弱引用，对于弱引用，JVM在每次GC的时候都会清理他们，此时key就会变为null，如果此时没有其他强引用指向value，那么此时value就不会被访问到，按道理来说value应该也会被GC，但是此时ThreadLocalMap的Entry对象对value是强引用，这样就会导致JVM始终无法GC value，这样就导致了value成了一个始终无法清理的value