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。

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。

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。

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()));
    } 

}

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.

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'。