引导语threadlocal 提供了一种方式，让在多线程环境下，每个线程都可以拥有自己独特的数据，并且可以在整个线程执行过程中，从上而下的传递。
1、用法演示可能很多同学没有使用过 threadlocal，我们先来演示下 threadlocal 的用法，demo 如下：
/** * threadlocal 中保存的数据是 map */static final threadlocal<map<string, string>> context = new threadlocal<>();@testpublic void testthread() { // 从上下文中拿出 map map<string, string> contextmap = context.get(); if (collectionutils.isempty(contextmap)) { contextmap = maps.newhashmap(); } contextmap.put("key1", "value1"); context.set(contextmap); log.info("key1，value1被放到上下文中"); // 从上下文中拿出刚才放进去的数据 getfromcomtext();}private string getfromcomtext() { string value1 = context.get().get("key1"); log.info("从 threadlocal 中取出上下文，key1 对应的值为：{}", value1); return value1;}//运行结果:demo.ninth.threadlocaldemo - key1，value1被放到上下文中demo.ninth.threadlocaldemo - 从 threadlocal 中取出上下文，key1 对应的值为：value1
从运行结果中可以看到，key1 对应的值已经从上下文中拿到了。
getfromcomtext 方法是没有接受任何入参的，通过 context.get().get(“key1”) 这行代码就从上下文中拿到了 key1 的值，接下来我们一起来看下 threadlocal 底层是如何实现上下文的传递的。
2、类结构2.1、类泛型threadlocal 定义类时带有泛型，说明 threadlocal 可以储存任意格式的数据，源码如下：
public class threadlocal<t> {}
2.2、关键属性threadlocal 有几个关键属性，我们一一看下：
// threadlocalhashcode 表示当前 threadlocal 的 hashcode，用于计算当前 threadlocal 在 threadlocalmap 中的索引位置private final int threadlocalhashcode = nexthashcode();// 计算 threadlocal 的 hashcode 值(就是递增)private static int nexthashcode() { return nexthashcode.getandadd(hash_increment);}// static + atomicinteger 保证了在一台机器中每个 threadlocal 的 threadlocalhashcode 是唯一的// 被 static 修饰非常关键，因为一个线程在处理业务的过程中，threadlocalmap 是会被 set 多个 threadlocal 的，多个 threadlocal 就依靠 threadlocalhashcode 进行区分private static atomicinteger nexthashcode = new atomicinteger();

还有一个重要属性：threadlocalmap，当一个线程有多个 threadlocal 时，需要一个容器来管理多个 threadlocal，threadlocalmap 的作用就是这个，管理线程中多个 threadlocal。
2.2.1、threadlocalmapthreadlocalmap 本身就是一个简单的 map 结构，key 是 threadlocal，value 是 threadlocal 保存的值，底层是数组的数据结构，源码如下：
// threadlocalhashcode 表示当前 threadlocal 的 hashcode，用于计算当前 threadlocal 在 threadlocalmap 中的索引位置private final int threadlocalhashcode = nexthashcode();// 计算 threadlocal 的 hashcode 值(就是递增)private static int nexthashcode() { return nexthashcode.getandadd(hash_increment);}// static + atomicinteger 保证了在一台机器中每个 threadlocal 的 threadlocalhashcode 是唯一的// 被 static 修饰非常关键，因为一个线程在处理业务的过程中，threadlocalmap 是会被 set 多个 threadlocal 的，多个 threadlocal 就依靠 threadlocalhashcode 进行区分private static atomicinteger nexthashcode = new atomicinteger();

从源码中看到 threadlocalmap 其实就是一个简单的 map 结构，底层是数组，有初始化大小，也有扩容阈值大小，数组的元素是 entry，entry 的 key 就是 threadlocal 的引用，value 是 threadlocal 的值。
3、threadlocal 是如何做到线程之间数据隔离的threadlocal 是线程安全的，我们可以放心使用，主要因为是 threadlocalmap 是线程的属性，我们看下线程 thread 的源码，如下：
从上图中，我们可以看到 threadlocals.threadlocalmap 和 inheritablethreadlocals.threadlocalmap 分别是线程的属性，所以每个线程的 threadlocals 都是隔离独享的。
父线程在创建子线程的情况下，会拷贝 inheritablethreadlocals 的值，但不会拷贝 threadlocals 的值，源码如下：
从上图中我们可以看到，在线程创建时，会把父线程的 inheritablethreadlocals 属性值进行拷贝。
4、set 方法 set 方法的主要作用是往当前 threadlocal 里面 set 值，假如当前 threadlocal 的泛型是 map，那么就是往当前 threadlocal 里面 set map，源码如下：
// set 操作每个线程都是串行的，不会有线程安全的问题public void set(t value) { thread t = thread.currentthread(); threadlocalmap map = getmap(t); // 当前 thradlocal 之前有设置值，直接设置，否则初始化 if (map != null) map.set(this, value); // 初始化threadlocalmap else createmap(t, value);}
代码逻辑比较清晰，我们在一起来看下 threadlocalmap.set 的源码，如下：
private void set(threadlocal<?> key, object value) { entry[] tab = table; int len = tab.length; // 计算 key 在数组中的下标，其实就是 threadlocal 的 hashcode 和数组大小-1取余 int i = key.threadlocalhashcode & (len-1); // 整体策略：查看 i 索引位置有没有值，有值的话，索引位置 + 1，直到找到没有值的位置 // 这种解决 hash 冲突的策略，也导致了其在 get 时查找策略有所不同，体现在 getentryaftermiss 中 for (entry e = tab[i]; e != null; // nextindex 就是让在不超过数组长度的基础上，把数组的索引位置 + 1 e = tab[i = nextindex(i, len)]) { threadlocal<?> k = e.get(); // 找到内存地址一样的 threadlocal，直接替换 if (k == key) { e.value = value; return; } // 当前 key 是 null，说明 threadlocal 被清理了，直接替换掉 if (k == null) { replacestaleentry(key, value, i); return; } } // 当前 i 位置是无值的，可以被当前 thradlocal 使用 tab[i] = new entry(key, value); int sz = ++size; // 当数组大小大于等于扩容阈值(数组大小的三分之二)时，进行扩容 if (!cleansomeslots(i, sz) && sz >= threshold) rehash();}
上面源码我们注意几点：
是通过递增的 atomicinteger 作为 threadlocal 的 hashcode 的；
计算数组索引位置的公式是：hashcode 取模数组大小，由于 hashcode 不断自增，所以不同的 hashcode 大概率上会计算到同一个数组的索引位置（但这个不用担心，在实际项目中，threadlocal 都很少，基本上不会冲突）；
通过 hashcode 计算的索引位置 i 处如果已经有值了，会从 i 开始，通过 +1 不断的往后寻找，直到找到索引位置为空的地方，把当前 threadlocal 作为 key 放进去。
好在日常工作中使用 threadlocal 时，常常只使用 1~2 个 threadlocal，通过 hash 计算出重复的数组的概率并不是很大。
set 时的解决数组元素位置冲突的策略，也对 get 方法产生了影响，接着我们一起来看一下 get 方法。
5、get 方法get 方法主要是从 threadlocalmap 中拿到当前 threadlocal 储存的值，源码如下：
public t get() { // 因为 threadlocal 属于线程的属性，所以需要先把当前线程拿出来 thread t = thread.currentthread(); // 从线程中拿到 threadlocalmap threadlocalmap map = getmap(t); if (map != null) { // 从 map 中拿到 entry，由于 threadlocalmap 在 set 时的 hash 冲突的策略不同，导致拿的时候逻辑也不太一样 threadlocalmap.entry e = map.getentry(this); // 如果不为空，读取当前 threadlocal 中保存的值 if (e != null) { @suppresswarnings("unchecked") t result = (t)e.value; return result; } } // 否则给当前线程的 threadlocal 初始化，并返回初始值 null return setinitialvalue();}
接着我们来看下 threadlocalmap 的 getentry 方法，源码如下：
// 得到当前 thradlocal 对应的值，值的类型是由 thradlocal 的泛型决定的// 由于 thradlocalmap set 时解决数组索引位置冲突的逻辑，导致 thradlocalmap get 时的逻辑也是对应的// 首先尝试根据 hashcode 取模数组大小-1 = 索引位置 i 寻找，找不到的话，自旋把 i+1，直到找到索引位置不为空为止private entry getentry(threadlocal<?> key) { // 计算索引位置：threadlocal 的 hashcode 取模数组大小-1 int i = key.threadlocalhashcode & (table.length - 1); entry e = table[i]; // e 不为空，并且 e 的 threadlocal 的内存地址和 key 相同，直接返回，否则就是没有找到，继续通过 getentryaftermiss 方法找 if (e != null && e.get() == key) return e; else // 这个取数据的逻辑，是因为 set 时数组索引位置冲突造成的 return getentryaftermiss(key, i, e);}
// 自旋 i+1，直到找到为止private entry getentryaftermiss(threadlocal<?> key, int i, entry e) { entry[] tab = table; int len = tab.length; // 在大量使用不同 key 的 threadlocal 时，其实还蛮耗性能的 while (e != null) { threadlocal<?> k = e.get(); // 内存地址一样，表示找到了 if (k == key) return e; // 删除没用的 key if (k == null) expungestaleentry(i); // 继续使索引位置 + 1 else i = nextindex(i, len); e = tab[i]; } return null;}
get 逻辑源码中注释已经写的很清楚了，我们就不重复说了。
6、扩容threadlocalmap 中的 threadlocal 的个数超过阈值时，threadlocalmap 就要开始扩容了，我们一起来看下扩容的逻辑：
//扩容private void resize() { // 拿出旧的数组 entry[] oldtab = table; int oldlen = oldtab.length; // 新数组的大小为老数组的两倍 int newlen = oldlen * 2; // 初始化新数组 entry[] newtab = new entry[newlen]; int count = 0; // 老数组的值拷贝到新数组上 for (int j = 0; j < oldlen; ++j) { entry e = oldtab[j]; if (e != null) { threadlocal<?> k = e.get(); if (k == null) { e.value = null; // help the gc } else { // 计算 threadlocal 在新数组中的位置 int h = k.threadlocalhashcode & (newlen - 1); // 如果索引 h 的位置值不为空，往后+1，直到找到值为空的索引位置 while (newtab[h] != null) h = nextindex(h, newlen); // 给新数组赋值 newtab[h] = e; count++; } } } // 给新数组初始化下次扩容阈值，为数组长度的三分之二 setthreshold(newlen); size = count; table = newtab;}
源码注解也比较清晰，我们注意两点：
扩容后数组大小是原来数组的两倍；
扩容时是绝对没有线程安全问题的，因为 threadlocalmap 是线程的一个属性，一个线程同一时刻只能对 threadlocalmap 进行操作，因为同一个线程执行业务逻辑必然是串行的，那么操作 threadlocalmap 必然也是串行的。
以上就是java编程中的threadlocal详解和源码分析的详细内容。