【010】Java中的ThreadLocal变量及其使用场景

1、作用： ThreadLocal提供线程局部变量，这种变量在每个线程中都是独立的，一个线程对ThreadLocal变量的修改不会影响其他线程。

2、使用场景： 常用于实现线程安全，尤其是在多线程环境中对于那些需要避免共享的变量。例如，在Web应用中存储用户的会话信息、数据库连接等。

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凌晨 3 点被运维喊醒后，我靠 ThreadLocal 救了支付系统

零、引子

“哥，快起来！支付系统炸了！” 凌晨三点的手机铃声比我家猫踩键盘还刺耳，运维老王的大嗓门快把我耳膜震破，“用户 A 充 100 块，余额变成用户 B 的了，现在客服电话被打爆了！”
我猛地坐起来，睡衣上还沾着昨晚调试代码的咖啡渍 —— 作为公司 “背锅侠” 兼 Java 开发，这种凌晨排障的戏码比女朋友的脾气还难预测。抓起笔记本电脑冲进书房，远程连进生产环境日志，一行红色报错旁边的代码让我差点把刚喝的可乐喷在屏幕上：

// 同事写的“共享用户信息”代码
private static User currentUser; 

public void handlePayment(User user, BigDecimal money) {
    currentUser = user; // 存用户信息
    checkBalance();     // 查余额
    deductMoney(money); // 扣钱
    sendNotify();       // 发通知
}

“王德发, 这兄弟怕不是把多线程当单机游戏玩？” 我拍了下大腿。静态变量currentUser就像公司茶水间的公用马克杯，谁都拿来用，线程 A 刚把用户 A 的信息存进去，线程 B 立马把用户 B 的信息盖上去，查余额的时候能不错乱才怪 —— 这就像你刚把咖啡倒进杯子，同事反手给你换成了酱油，喝的时候那叫一个 “提神醒脑”。

一、救场英雄：ThreadLocal 登场

1.1 闪亮登场

眼看用户投诉量快赶上双十一订单了，我脑子里闪过一个关键词：ThreadLocal。这东西说白了，就是给每个线程配个 “私人储物柜”，线程 A 的东西放 A 的柜子，线程 B 的放 B 的柜子，互不干扰，再也不用抢公用马克杯。
我花 5 分钟改了代码，把静态变量换成 ThreadLocal：

// 线程私有，谁用谁拿自己的
private static ThreadLocal<User> currentUser = ThreadLocal.withInitial(() -> null);

public void handlePayment(User user, BigDecimal money) {
    try {
        currentUser.set(user); // 给当前线程存用户
        checkBalance();        // 查的是当前线程的用户余额
        deductMoney(money);
        sendNotify();
    } finally {
        currentUser.remove();  // 用完清空，免得占地方
    }
}

// 查余额的时候直接取，不用传参数
private void checkBalance() {
    User user = currentUser.get(); // 每个线程拿到自己的用户
    if (user.getBalance().compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {
        throw new InsufficientBalanceException("余额不足，别浪了");
    }
}

重启服务，监控面板上的错误率瞬间从 99% 跌到 0，老王发来一句 “哥，牛批！”，我终于能瘫回椅子上 —— 这 ThreadLocal，简直是多线程乱局里的 “秩序维护官”。

1.2 ThreadLocal：每个线程的 “私人秘书”

很多新手觉得 ThreadLocal 高深，其实你把线程想象成公司的员工，ThreadLocal 就是每个员工的专属秘书：

1. 秘书只服务一个老板：ThreadLocal 为每个线程创建独立的数据副本，线程 A 的set()操作，只有 A 的get()能拿到，线程 B 就算喊破嗓子也拿不到 A 的数据。就像我的秘书不会把我的日程表给隔壁开发看。
2. 不用到处递文件：以前传递用户信息，得从handlePayment()传到checkBalance()，再传到sendNotify()，方法参数堆得像小山。现在用 ThreadLocal 存一次，整个线程里的方法随时能取，这效率堪比秘书直接把文件送到你桌上。
3. 下班前要清桌面：用完必须调用remove()，不然线程池里的线程复用会导致 “旧数据残留”—— 这就像秘书下班不收拾桌面，第二天新老板来上班，看到的还是前老板的文件，不乱才怪。

1.3 这些场景，ThreadLocal 是 “刚需”

ThreadLocal 不是万能的，但在这些场景里，它比 synchronized好用 10 倍，还不用加锁等锁：

1. ✔️Web 开发：用户上下文传递

   • 你在浏览器登录后，每次请求都是一个线程。
   • 用 ThreadLocal 存登录用户的Token、权限信息，Controller、Service、Dao 层不用层层传参数，直接get()就能用。就像你进公司刷一次工卡，全公司的系统都知道你是谁，不用每个部门都出示一次证件。
   • Spring 的RequestContextHolder就是这么实现的，底层藏着一个ThreadLocal，帮你把请求信息存得明明白白。

2. ➡️ 数据库连接：避免线程争抢

   • 数据库连接Connection是线程不安全的，以前用连接池的时候，得手动拿连接、用完放回去。
   • 现在用 ThreadLocal 绑定连接，每个线程拿自己的连接，用完在finally里释放，再也不用担心线程 A 把线程 B 的连接关了 —— 这就像每个员工都有自己的办公电脑，不用抢着用一台。

3. 💯线程级缓存：临时数据存起来

   • 比如解析一个超大 JSON，里面的配置信息线程内要用到多次，存到 ThreadLocal 里，不用每次都解析一遍。
   • 这就像你把常用的 API 文档存到桌面，比每次都去网盘下载快多了。

1.4 踩过的坑：ThreadLocal 的 “暗雷”

别以为 ThreadLocal 是万能药，我当年刚用的时候，就踩过一个 “内存泄漏” 的大坑：

有次用线程池处理任务，ThreadLocal 里存了很大的Excel数据，用完没remove()。结果线程池里的线程反复复用，数据越积越多，JVM 内存直接飙到 90%，差点触发熔断。

后来才知道，ThreadLocal 的底层是Thread类里的ThreadLocalMap，key 是 ThreadLocal 实例，value 是数据。如果不用remove()，线程池的线程不销毁，这个 key-value 就一直占着内存 —— 这就像你离职了，私人物品还堆在公司工位，占着地方不让新人用。

所以记住：用 ThreadLocal 一定要写在 try-finally 里，finally 里必须 remove () ，这是程序员的职业素养，就像上完厕所要冲水一样天经地义。

1.5 🥇🥇🥇🥇🥇其它方案

其实ThreadLocal有很多问题,可以采用如下方案进行替换:

• InheritableThreadLocal
• ScopedValue (Java19+)
• TransmittableThreadLocal(TTL,阿里开源)
• FastThreadLocal(Netty common提供)
• NamedThreadLocal(Spring框架)

详情了解可查看文档: https://mp.weixin.qq.com/s/9zoG0O5aTwgaBNC7WMZmpA
文档

二、总结

讲了这么多，ThreadLocal 的核心就一句话：通过线程私有数据副本，实现多线程数据隔离。它不解决线程同步问题，而是从根源上避免了同步 —— 既然大家不用抢同一个东西，自然就不会打架。

最后送两个彩蛋：

• 初始化技巧：Java 8 + 可以用ThreadLocal.withInitial(()->new User())初始化，比set()更优雅，就像秘书提前给你准备好办公用品。
• 面试必问：ThreadLocal 和 synchronized 的区别？答案是：synchronized 是 “让大家排队用”，ThreadLocal 是 “给每个人发一个”，前者解决竞争，后者避免竞争。

现在凌晨五点，天已经蒙蒙亮了，支付系统恢复正常，我的咖啡也喝完了。

如果你觉得这个故事有用，点赞 + 分享给你那写静态变量的同事，免得他下次再坑你。关注我，下次讲线程池的那些 “坑”，保证让你在面试和工作中少走弯路 —— 毕竟，程序员的快乐，就是少踩坑、早下班、多陪猫。

哦, 王德发, 放错图了 ~~~ 是这个猫

完结~~~