ThreadLocal解析:父线程的本地变量不能传递到子线程详解

众所周知，ThreadLocal类是java提供线程本地变量的工具类。但父线程的本地变量却不能被子线程使用，代码如下：

 public static void main(String[] args) {
         ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
         threadLocal.set("abc");
         System.out.println("父线程:"+threadLocal.get());
         Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
             @Override
             public void run() {
                 System.out.print("子线程:"+threadLocal.get());
             }
         });
         t1.start();
     }

运行结果如下：

至于原因呢，得先了解ThreadLocal存储的变量是怎么存储的。首先，让我们先看看Thread类的源码：在thread类中有声明这么一个成员变量——threadLocals

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

根据定义可以看出，这是ThreadLocal类里的静态内部类，它的结构是Map结构，以键值对的形式存储值。key值就是当前ThreadLocal类的实例，value值就是当前线程的本地变量。所以线程的本地变量是存在线程实例当中的，而不是存在ThreadLocal中。ThreadLocal只是一个工具类，体现在当ThreadLocal实例调用set()方法时，会将当前线程的threadLocals变量实例化。以下是ThreadLocal类的set()方法源码。

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

可以看到，先是获取当前线程的实例，再获取线程的成员变量threadLocals，如果threadLocals已经实例化，就直接以当前ThreadLocal类为key,存储的本地变量为value，存进threadLocals中。所以线程本地变量是存储在线程中的。如果threadLocals未实例化,则调用createMap()方法，该方法会调用ThreadLocalMap的构造方法，初始化一个以当前ThreadLocal类为key,存储的本地变量为value的Map。该Map是类似HashMap的，感兴趣的话可以继续往下看源码，此处不做扩展。

回到最开始的问题，子线程调用ThreadLocal类的get方法，源码如下：

public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                T result = (T)e.value;
                return result;
            }
        }
        return setInitialValue();
    }

此时，会产生两个分支，一个是通过子线程的ThreadLocalMap的getEntry()方法获取Entry并返回value值，但由于子线程的ThreadLocalMap!=父线程的ThreadLocalMap,所以获取不到父线程的本地变量。另一个分支是返回setInitialValue()的返回值，setInitialValue()方法源码如下：

private T setInitialValue() {
        T value = initialValue();
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
        return value;
    }

可以看到value会默认为null,如果子线程的ThreadLocalMap已经实例化，则直接以ThreadLocal实例为key,null为value存进ThreadLocalMap中，否则就创建一个同上所述的ThreadLocalMap。

引发出的问题:ThreadLocal类是弱引用，一次GC后会为null,当key为null时，value值却还存在内存中，造成内存泄漏。所以ThreadLocal类最后一定要执行remove()方法。在GC之前将内存释放。

综上，第一次写博客，写得不好或者有错误的地方，请指正。