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

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

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。

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。

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

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