一. ThreadLocal是什么
ThreadLocal 可以理解为线程本地变量，每个线程拥有本地变量的副本，各个线程之间的变量互不干扰，主要用于保证多线程环境下变量的安全。
也就是对于同一个 ThreadLocal，每个线程通过 get、set、remove 接口操作只会影响自身线程的数据，不会干扰其他线程中的数据。
二. ThreadLocal的数据结构
ThreadLocal 的数据结构如下图所示：
可以看出，每个线程都拥有自己的一个 ThreadLocalMap，它是 ThreadLocal 中的内部类，使用数组来存储数据，数组存放的元素类型为 Entry。Thread 类中包含的成员变量 threadLocals 就是 ThreadLocalMap 类型的，类图如下所示：
可以看出，ThreadLocalMap 没有实现 Map 接口，是用独立的方式实现了 Map 的功能，其内部的 Entry 也是独立实现的，代码如下：
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
Entry 继承自 WeakReference（弱引用，生命周期只能存活到下次GC前），但只有 Key 是弱引用类型的，Value 并非弱引用。
可以简单理解成 ThreadLocalMap 的 Key 是 ThreadLocal 变量，Value 是线程本地的数据。
三. ThreadLocal核心方法解析
ThreadLocal 类提供如下几个核心方法：
//用于获取当前线程的副本变量值
public T get()
//用于保存当前线程的副本变量值
public void set(T value)
//移除当前线程的副本变量值
public void remove()
get() 方法实现：
public T get() {
// 获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取当前线程的threadLocals变量
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// 根据当前ThreadLocal对象应用获取Entry，存在则直接返回value值
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
// 如果threadLocals为空，初始化当前线程threadLocals的变量
return setInitialValue();
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
// threadLocals存在，设置初始值；不存在，初始化threadLocals变量
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;
}
protected T initialValue() {
return null;
}
set() 方法实现：
public void set(T value) {
// 获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
// 获取当前线程自身的threadLocals变量
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
// map不为空，则设置
map.set(this, value);
else
// map为空，说明第一次调用，初始化线程的threadLocals变量
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
remove() 方法实现：
public void remove() {
ThreadLocal.ThreadLocalMap var1 = this.getMap(Thread.currentThread());
if (var1 != null) {
var1.remove(this);
}
}
四. 问题分析
1.ThreadLocalMap 里 Entry 为何声明为 WeakReference？
因为如果这里使用普通的 key-value 形式来定义存储结构，实质上就会造成节点的生命周期与线程强绑定，只要线程没有销毁，那么节点在GC分析中一直处于可达状态，没办法被回收，而程序本身也无法判断是否可以清理节点。
弱引用是Java中四档引用的第三档，比软引用更加弱一些，如果一个对象没有强引用链可达，那么一般活不过下一次GC。当某个 ThreadLocal 已经没有强引用可达，则随着它被垃圾回收，在 ThreadLocalMap 里对应的 Entry 的键值会失效，这为 ThreadLocalMap 本身的垃圾清理提供了便利。
2.什么情况下会发生内存泄漏？
发生 GC 时弱引用 Key会被回收，而 Value 不会回收，如果创建 ThreadLocal 的线程一直持续运行，并且一直不执行get、set、remove方法，这些 Key 为 null 的 Entry 的 Value 就会一直存在一条强引用链：Thread Ref -> Thread -> ThreadLocalMap -> Entry -> Value，那么这个Entry对象中的 Value 就有可能一直得不到回收，从而发生内存泄漏。
3.如何避免内存泄漏？
既然 Key 是弱引用，那么我们要做的事，就是在调用 ThreadLocal 的 get()、set() 方法完成后及时调用 remove() 方法，将 Entry 节点和 Map 的引用关系移除，这样整个 Entry 对象在 GC Roots 分析后就变成不可达了，下次 GC 的时候就可以被回收了。