文档说得很好:“每个访问[线程局部变量]的线程(通过它的get或set方法)都有它自己的、独立初始化的变量副本”。

当每个线程必须有自己的某个副本时，可以使用一个。默认情况下，数据在线程之间共享。

在Java中，如果您有一个每个线程都可以变化的数据，那么您可以选择将该数据传递给每个需要(或可能需要)它的方法，或者将该数据与线程关联。如果你的所有方法都需要传递一个公共的“上下文”变量，那么到处传递数据可能是可行的。

如果不是这样，您可能不希望用额外的参数来打乱方法签名。在非线程环境中，可以使用Java中等价的全局变量来解决这个问题。在线程词中，与全局变量等价的是线程局部变量。

一种可能的(也是常见的)用途是，当您有一些不是线程安全的对象，但您希望避免同步访问该对象(我正在看您，SimpleDateFormat)。相反，给每个线程它自己的对象实例。

例如:

public class Foo
{
    // SimpleDateFormat is not thread-safe, so give one to each thread
    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> formatter = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>(){
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue()
        {
            return new SimpleDateFormat("yyyyMMdd HHmm");
        }
    };

    public String formatIt(Date date)
    {
        return formatter.get().format(date);
    }
}

文档。

由于ThreadLocal是对给定线程中的数据的引用，因此在使用线程池的应用服务器中使用ThreadLocal时，可能会导致类加载泄漏。在使用ThreadLocal的remove()方法清理你get()或set()的任何ThreadLocals时，你需要非常小心。

如果你在完成时不清理，它持有的任何类的引用作为部署的webapp的一部分将保留在永久堆中，永远不会被垃圾收集。重新部署/取消部署webapp不会清除每个线程对你的webapp类的引用，因为线程不是你的webapp所拥有的。每次后续部署都将创建该类的新实例，该实例永远不会被垃圾收集。

由于java.lang.OutOfMemoryError: PermGen空间，你最终会出现内存不足的异常，在谷歌搜索之后可能只是增加-XX:MaxPermSize，而不是修复这个错误。

如果您最终遇到了这些问题，您可以通过使用Eclipse的Memory Analyzer和/或遵循Frank Kieviet的指南和后续内容来确定哪个线程和类保留了这些引用。

更新:重新发现Alex Vasseur的博客条目，它帮助我找到了一些我遇到的ThreadLocal问题。

从本质上讲，当您需要一个变量的值依赖于当前线程，并且不方便您以其他方式将值附加到线程(例如，子类化线程)。

典型的情况是，其他框架创建了运行代码的线程，例如servlet容器，或者使用ThreadLocal更有意义，因为你的变量“在它的逻辑位置”(而不是挂在thread子类或其他哈希映射中的变量)。

在我的网站上，我有一些关于何时使用ThreadLocal的进一步讨论和示例，您可能也会感兴趣。

有些人主张使用ThreadLocal作为一种方法，在某些并发算法中，当你需要线程号时，将“线程ID”附加到每个线程上(参见Herlihy & Shavit)。在这种情况下，检查你是否真的得到了好处!

正如@unknown(谷歌)所提到的，它的用途是定义一个全局变量，其中引用的值在每个线程中都是唯一的。它的使用通常需要存储某种链接到当前执行线程的上下文信息。

我们在Java EE环境中使用它来将用户标识传递给不支持Java EE的类(不能访问HttpSession或EJB SessionContext)。通过这种方式，代码可以从任何地方访问标识，而不必在每个方法调用中显式地传递它。

大多数Java EE调用中的操作的请求/响应周期使得这种类型的使用很容易，因为它提供了定义良好的入口和出口点来设置和取消设置ThreadLocal。

Many frameworks use ThreadLocals to maintain some context related to the current thread. For example when the current transaction is stored in a ThreadLocal, you don't need to pass it as a parameter through every method call, in case someone down the stack needs access to it. Web applications might store information about the current request and session in a ThreadLocal, so that the application has easy access to them. With Guice you can use ThreadLocals when implementing custom scopes for the injected objects (Guice's default servlet scopes most probably use them as well).

ThreadLocals are one sort of global variables (although slightly less evil because they are restricted to one thread), so you should be careful when using them to avoid unwanted side-effects and memory leaks. Design your APIs so that the ThreadLocal values will always be automatically cleared when they are not needed anymore and that incorrect use of the API won't be possible (for example like this). ThreadLocals can be used to make the code cleaner, and in some rare cases they are the only way to make something work (my current project had two such cases; they are documented here under "Static Fields and Global Variables").

您必须非常小心地使用ThreadLocal模式。有一些主要的缺点，如Phil所提到的，但其中一个没有提到的是，要确保设置ThreadLocal上下文的代码不是“可重入的”。

当设置信息的代码第二次或第三次运行时，可能会发生糟糕的事情，因为线程上的信息可能会在您没有预料到的时候开始发生变化。因此，在再次设置ThreadLocal信息之前，请注意确保没有设置它。

Nothing really new here, but I discovered today that ThreadLocal is very useful when using Bean Validation in a web application. Validation messages are localized, but by default use Locale.getDefault(). You can configure the Validator with a different MessageInterpolator, but there's no way to specify the Locale when you call validate. So you could create a static ThreadLocal<Locale> (or better yet, a general container with other things you might need to be ThreadLocal and then have your custom MessageInterpolator pick the Locale from that. Next step is to write a ServletFilter which uses a session value or request.getLocale() to pick the locale and store it in your ThreadLocal reference.

Webapp服务器可能会保留一个线程池，并且在响应客户端之前应该删除ThreadLocal变量，因此当前线程可能会被下一个请求重用。

ThreadLocal in Java had been introduced on JDK 1.2 but was later generified in JDK 1.5 to introduce type safety on ThreadLocal variable. ThreadLocal can be associated with Thread scope, all the code which is executed by Thread has access to ThreadLocal variables but two thread can not see each others ThreadLocal variable. Each thread holds an exclusive copy of ThreadLocal variable which becomes eligible to Garbage collection after thread finished or died, normally or due to any Exception, Given those ThreadLocal variable doesn't have any other live references. ThreadLocal variables in Java are generally private static fields in Classes and maintain its state inside Thread.

阅读更多:Java示例程序和教程中的ThreadLocal

缓存，有时你必须计算相同的值很多时间，所以通过存储最后一组输入到一个方法和结果，你可以加快代码。通过使用线程本地存储，您可以避免考虑锁定问题。

可以使用threadlocal变量的两个用例- 1-当我们需要将状态与线程关联时(例如，用户ID或事务ID)。这通常发生在web应用程序中，每个发送到servlet的请求都有一个与之关联的唯一transactionID。

// This class will provide a thread local variable which
// will provide a unique ID for each thread
class ThreadId {
    // Atomic integer containing the next thread ID to be assigned
    private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);

    // Thread local variable containing each thread's ID
    private static final ThreadLocal<Integer> threadId =
        ThreadLocal.<Integer>withInitial(()-> {return nextId.getAndIncrement();});

    // Returns the current thread's unique ID, assigning it if necessary
    public static int get() {
        return threadId.get();
    }
}

注意，这里的withInitial方法是使用lambda表达式实现的。 2-另一个用例是当我们想要一个线程安全的实例时，我们不想使用同步，因为同步的性能成本更高。其中一种情况是使用SimpleDateFormat。由于SimpleDateFormat不是线程安全的，所以我们必须提供机制使其线程安全。

public class ThreadLocalDemo1 implements Runnable {
    // threadlocal variable is created
    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormat = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>(){
        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue(){
            System.out.println("Initializing SimpleDateFormat for - " + Thread.currentThread().getName() );
            return new SimpleDateFormat("dd/MM/yyyy");
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        ThreadLocalDemo1 td = new ThreadLocalDemo1();
        // Two threads are created
        Thread t1 = new Thread(td, "Thread-1");
        Thread t2 = new Thread(td, "Thread-2");
        t1.start();
        t2.start();
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread run execution started for " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("Date formatter pattern is  " + dateFormat.get().toPattern());
        System.out.println("Formatted date is " + dateFormat.get().format(new Date()));
    } 

}

在《Java并发实践》一书中有一个很好的例子。作者(Joshua Bloch)解释了线程限制是实现线程安全的最简单方法之一，而ThreadLocal是维护线程限制的更正式的方法。最后，他还解释了人们如何滥用它作为全局变量。

我已经从提到的书中复制了文本，但代码3.10是缺失的，因为它不太重要，了解ThreadLocal应该在哪里使用。

Thread-local variables are often used to prevent sharing in designs based on mutable Singletons or global variables. For example, a single-threaded application might maintain a global database connection that is initialized at startup to avoid having to pass a Connection to every method. Since JDBC connections may not be thread-safe, a multithreaded application that uses a global connection without additional coordination is not thread-safe either. By using a ThreadLocal to store the JDBC connection, as in ConnectionHolder in Listing 3.10, each thread will have its own connection. ThreadLocal is widely used in implementing application frameworks. For example, J2EE containers associate a transaction context with an executing thread for the duration of an EJB call. This is easily implemented using a static Thread-Local holding the transaction context: when framework code needs to determine what transaction is currently running, it fetches the transaction context from this ThreadLocal. This is convenient in that it reduces the need to pass execution context information into every method, but couples any code that uses this mechanism to the framework. It is easy to abuse ThreadLocal by treating its thread confinement property as a license to use global variables or as a means of creating “hidden” method arguments. Like global variables, thread-local variables can detract from reusability and introduce hidden couplings among classes, and should therefore be used with care.

ThreadLocal will ensure accessing the mutable object by the multiple threads in the non synchronized method is synchronized, means making the mutable object to be immutable within the method. This is achieved by giving new instance of mutable object for each thread try accessing it. So It is local copy to the each thread. This is some hack on making instance variable in a method to be accessed like a local variable. As you aware method local variable is only available to the thread, one difference is; method local variables will not available to the thread once method execution is over where as mutable object shared with threadlocal will be available across multiple methods till we clean it up.

通过定义:

Java中的ThreadLocal类允许您创建这样的变量 只能在同一线程上读写。这样，即使是两个线程 正在执行相同的代码，并且该代码有一个对 变量ThreadLocal，那么两个线程不能看到彼此的线程 ThreadLocal变量。

java中的每个线程都包含ThreadLocalMap。 在哪里

Key = One ThreadLocal object shared across threads.
value = Mutable object which has to be used synchronously, this will be instantiated for each thread.

实现ThreadLocal:

现在为ThreadLocal创建一个包装器类，它将保存如下所示的可变对象(有或没有initialValue())。现在这个包装器的getter和setter将工作于threadlocal实例，而不是可变对象。

如果threadlocal的getter()在线程的threadlocalmap中没有找到任何值;然后它将调用initialValue()来获得它相对于线程的私有副本。

class SimpleDateFormatInstancePerThread {

    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormatHolder = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {

        @Override
        protected SimpleDateFormat initialValue() {
            SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd") {
                UUID id = UUID.randomUUID();
                @Override
                public String toString() {
                    return id.toString();
                };
            };
            System.out.println("Creating SimpleDateFormat instance " + dateFormat +" for Thread : " + Thread.currentThread().getName());
            return dateFormat;
        }
    };

    /*
     * Every time there is a call for DateFormat, ThreadLocal will return calling
     * Thread's copy of SimpleDateFormat
     */
    public static DateFormat getDateFormatter() {
        return dateFormatHolder.get();
    }

    public static void cleanup() {
        dateFormatHolder.remove();
    }
}

现在wrapper.getDateFormatter()将调用threadlocal.get()并检查currentThread。threadLocalMap包含这个(threadlocal)实例。 如果是，返回对应threadlocal实例的值(SimpleDateFormat) 否则使用这个threadlocal实例initialValue()添加映射。

在此可变类上实现线程安全;每个线程都使用自己的可变实例，但使用相同的ThreadLocal实例。意味着所有线程将共享相同的ThreadLocal实例作为key，但不同的SimpleDateFormat实例作为value。

https://github.com/skanagavelu/yt.tech/blob/master/src/ThreadLocalTest.java

什么时候?

当一个对象不是线程安全的时候，为了避免影响可伸缩性的同步，给每个线程一个对象，并保持它的线程作用域，即ThreadLocal。最常用但不是线程安全的对象之一是数据库Connection和JMSConnection。

如何?

例如，Spring框架通过将这些连接对象保存在ThreadLocal变量中，在幕后大量使用ThreadLocal来管理事务。在高层，当事务启动时，它获得连接(并禁用自动提交)并将其保存在ThreadLocal中。在进一步的db调用中，它使用相同的连接与db通信。最后，它从ThreadLocal获取连接，提交(或回滚)事务并释放连接。

我认为log4j也使用ThreadLocal来维护MDC。

ThreadLocal是JVM专门提供的功能，仅为线程提供隔离的存储空间。与实例作用域变量的值一样，变量只能绑定到类的给定实例。每个对象都有其唯一的值，它们不能看到彼此的值。ThreadLocal变量的概念也是如此，在对象实例的意义上，它们是线程的本地线程，除了创建它的线程之外，其他线程看不到它。在这里看到的

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.stream.IntStream;


public class ThreadId {
private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(1000);

// Thread local variable containing each thread's ID
private static final ThreadLocal<Integer> threadId = ThreadLocal.withInitial(() -> nextId.getAndIncrement());


// Returns the current thread's unique ID, assigning it if necessary
public static int get() {
    return threadId.get();
}

public static void main(String[] args) {

    new Thread(() -> IntStream.range(1, 3).forEach(i -> {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " >> " + new ThreadId().get());
    })).start();

    new Thread(() -> IntStream.range(1, 3).forEach(i -> {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " >> " + new ThreadId().get());
    })).start();

    new Thread(() -> IntStream.range(1, 3).forEach(i -> {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " >> " + new ThreadId().get());
    })).start();

}
}

当您希望某些状态不应该在不同线程之间共享，但每个线程在其整个生命周期内都可以访问时，ThreadLocal非常有用。

As an example, imagine a web application, where each request is served by a different thread. Imagine that for each request you need a piece of data multiple times, which is quite expensive to compute. However, that data might have changed for each incoming request, which means that you can't use a plain cache. A simple, quick solution to this problem would be to have a ThreadLocal variable holding access to this data, so that you have to calculate it only once for each request. Of course, this problem can also be solved without the use of ThreadLocal, but I devised it for illustration purposes.

也就是说，请记住ThreadLocals本质上是一种全局状态的形式。因此，它有许多其他含义，只有在考虑了所有其他可能的解决方案后才应该使用。

线程局部变量通常用于防止基于线程的设计中的共享 可变单例或全局变量。

在不使用连接池的情况下，它可以用于为每个线程建立单独的JDBC连接等场景。

private static ThreadLocal<Connection> connectionHolder
           = new ThreadLocal<Connection>() {
      public Connection initialValue() {
           return DriverManager.getConnection(DB_URL);
          }
     };

public static Connection getConnection() {
      return connectionHolder.get();
} 

当您调用getConnection时，它将返回与该线程关联的连接。对于其他属性(如dateformat、事务上下文等)，您不希望在线程之间共享，也可以这样做。

您也可以使用局部变量来实现相同的目的，但是这些资源通常会占用创建时间，因此您不希望在使用它们执行某些业务逻辑时一次又一次地创建它们。然而，ThreadLocal值存储在线程对象本身中，一旦线程被垃圾收集，这些值也就消失了。

这个链接很好地解释了ThreadLocal的用法。

Threadlocal提供了一种非常简单的零成本实现对象可重用性的方法。

我遇到过这样一种情况，在每次更新通知时，多个线程都在创建可变缓存的映像。

我在每个线程上使用Threadlocal，然后每个线程只需要重置旧映像，然后在每次更新通知时从缓存中再次更新它。

来自对象池的通常可重用对象具有与之相关的线程安全成本，而此方法没有。

自Java 8发布以来，有更多的声明性方法来初始化ThreadLocal:

ThreadLocal<String> local = ThreadLocal.withInitial(() -> "init value");

在Java 8发布之前，你必须做以下事情:

ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<String>(){
    @Override
    protected String initialValue() {
        return "init value";
    }
};

此外，如果用于ThreadLocal的类的实例化方法(构造函数，工厂方法)不接受任何参数，您可以简单地使用方法引用(在Java 8中引入):

class NotThreadSafe {
    // no parameters
    public NotThreadSafe(){}
}
    
ThreadLocal<NotThreadSafe> container = ThreadLocal.withInitial(NotThreadSafe::new);

注意: 计算是惰性的，因为你传递的java.util.function.Supplier lambda只在调用ThreadLocal#get但value之前没有计算时才会计算。

Java中的ThreadLocal类使您能够创建只能由同一个线程读写的变量。因此，即使两个线程正在执行相同的代码，并且该代码有一个对ThreadLocal变量的引用，那么两个线程也不能看到彼此的ThreadLocal变量。

阅读更多

在多线程代码中使用类似SimpleDateFormat的类助手有三种场景，其中最好的一种是使用ThreadLocal

场景

1-通过锁或同步机制使用类似的共享对象，使应用程序变慢

线程池操作场景

2-在方法中作为局部对象使用

在线程池中，在这个场景中，如果我们有4个线程每个线程有1000个任务时间，那么我们有 创建了4000 SimpleDateFormat对象，并等待GC删除它们

3-使用ThreadLocal

在线程池中，如果我们有4个线程，我们给每个线程一个SimpleDateFormat实例 我们有4个线程，4个SimpleDateFormat对象。

不需要锁机制和对象的创建和销毁。(良好的时间复杂度和空间复杂度)

https://www.youtube.com/watch?v=sjMe9aecW_A

[参考]ThreadLocal无法解决共享对象的更新问题。建议使用staticThreadLocal对象，该对象由同一线程中的所有操作共享。 [必选]remove()方法必须由ThreadLocal变量实现，特别是在使用经常重用线程的线程池时。否则，可能会影响后续的业务逻辑，并导致意想不到的问题，如内存泄漏。

试试这个小例子，感受一下ThreadLocal变量:

public class Book implements Runnable {
    private static final ThreadLocal<List<String>> WORDS = ThreadLocal.withInitial(ArrayList::new);

    private final String bookName; // It is also the thread's name
    private final List<String> words;


    public Book(String bookName, List<String> words) {
        this.bookName = bookName;
        this.words = Collections.unmodifiableList(words);
    }

    public void run() {
        WORDS.get().addAll(words);
        System.out.printf("Result %s: '%s'.%n", bookName, String.join(", ", WORDS.get()));
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Book("BookA", Arrays.asList("wordA1", "wordA2", "wordA3")));
        Thread t2 = new Thread(new Book("BookB", Arrays.asList("wordB1", "wordB2")));
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

控制台输出，如果线程BookA先执行: 结果BookA: 'wordA1, wordA2, wordA3'。 结果BookB: 'wordB1, wordB2'。 控制台输出，如果先执行线程BookB: 结果BookB: 'wordB1, wordB2'。 结果BookA: 'wordA1, wordA2, wordA3'。

第一个用例——每个线程上下文，提供线程安全性和性能 SpringFramework类中的实时示例-

LocaleContextHolder TransactionContextHolder RequestContextHolder DateTimeContextHolder

第二个用例——当我们不想在线程之间共享一些东西，同时由于性能成本而不想使用同步/锁定时 SimpleDateFormat为日期创建自定义格式

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @author - GreenLearner(https://www.youtube.com/c/greenlearner)
 */
public class ThreadLocalDemo1 {
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("dd-mm-yyyy");//not thread safe
    ThreadLocal<SimpleDateFormat> tdl1 = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("yyyy-dd-mm"));

    public static void main(String[] args) {
        ThreadLocalDemo1 d1 = new ThreadLocalDemo1();

        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);

        for(int i=0; i<100; i++) {
            es.submit(() -> System.out.println(d1.getDate(new Date())));
        }
        es.shutdown();
    }

    String getDate(Date date){

//        String s = tsdf.get().format(date);
        String s1 = tdl1.get().format(date);
        return s1;
    }
}

使用技巧

尽可能使用局部变量。这样我们就可以避免使用ThreadLocal 尽可能地将功能委托给框架 如果使用ThreadLocal并将状态设置在其中，请确保在使用后清理它，否则它可能成为OutOfMemoryError的主要原因