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。

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();

}
}

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。

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

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