ThreadLocal一般稱為線程本地變量，它是一種特殊的線程綁定機制，將變量與線程綁定在一起，為每一個線程維護一個獨立的變量副本。通過ThreadLocal可以將對象的可見范圍限制在同一個線程內。
跳出誤區
需要重點強調的的是，不要拿ThreadLocal和synchronized做類比，因為這種比較壓根就是無意義的！sysnchronized是一種互斥同步機制，是為了保證在多線程環境下對於共享資源的正確訪問。而ThreadLocal從本質上講，無非是提供了一個“線程級”的變量作用域，它是一種線程封閉（每個線程獨享變量）技術，更直白點講，ThreadLocal可以理解為將對象的作用范圍限制在一個線程上下文中，使得變量的作用域為“線程級”。
沒有ThreadLocal的時候，一個線程在其聲明周期內，可能穿過多個層級，多個方法，如果有個對象需要在此線程周期內多次調用，且是跨層級的（線程內共享），通常的做法是通過參數進行傳遞；而ThreadLocal將變量綁定在線程上，在一個線程周期內，無論“你身處何地”，只需通過其提供的get方法就可輕松獲取到對象。極大地提高了對於“線程級變量”的訪問便利性。
來看個簡單的例子
假設我們要為每個線程關聯一個唯一的序號，在每個線程周期內，我們需要多次訪問這個序號，這時我們就可以使用ThreadLocal了.（當然下面這個例子沒有完全體現出跨層級跨方法的調用，理解就可以了）
package concurrent;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
* Created by chengxiao on 2016/12/12.
*/
public class ThreadLocalDemo {
public static void main(String []args){
for(int i=0;i<5;i++){
final Thread t = new Thread(){
@Override
public void run(){
System.out.println("當前線程:"+Thread.currentThread().getName()+",已分配ID:"+ThreadId.get());
}
};
t.start();
}
}
static class ThreadId{
//一個遞增的序列，使用AtomicInger原子變量保證線程安全
private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);
//線程本地變量，為每個線程關聯一個唯一的序號
private static final ThreadLocal<Integer> threadId =
new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return nextId.getAndIncrement();//相當於nextId++,由於nextId++這種操作是個復合操作而非原子操作，會有線程安全問題(可能在初始化時就獲取到相同的ID，所以使用原子變量
}
};
//返回當前線程的唯一的序列，如果第一次get，會先調用initialValue，後面看源碼就了解了
public static int get() {
return threadId.get();
}
}
}
執行結果,可以看到每個線程都分配到了一個唯一的ID，同時在此線程范圍內的"任何地點"，我們都可以通過ThreadId.get()這種方式直接獲取。
當前線程:Thread-4,已分配ID:1 當前線程:Thread-0,已分配ID:0 當前線程:Thread-2,已分配ID:3 當前線程:Thread-1,已分配ID:4 當前線程:Thread-3,已分配ID:2
set操作，為線程綁定變量
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();//1.首先獲取當前線程對象
ThreadLocalMap map = getMap(t);//2.獲取該線程對象的ThreadLocalMap
if (map != null)
map.set(this, value);//如果map不為空，執行set操作，以當前threadLocal對象為key，實際存儲對象為value進行set操作
else
createMap(t, value);//如果map為空，則為該線程創建ThreadLocalMap
}
可以看到，ThreadLocal不過是個入口，真正的變量是綁定在線程上的。
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;//線程對象持有ThreadLocalMap的引用
}
下面給是Thread類中的定義，每個線程對象都擁有一個ThreadLocalMap對象
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
現在，我們能看出ThreadLocal的設計思想了：
1.ThreadLocal僅僅是個變量訪問的入口；
2.每一個Thread對象都有一個ThreadLocalMap對象，這個ThreadLocalMap持有對象的引用；
3.ThreadLocalMap以當前的threadlocal對象為key，以真正的存儲對象為value。get時通過threadlocal實例就可以找到綁定在當前線程上的對象。
乍看上去，這種設計確實有些繞。我們完全可以在設計成Map<Thread,T>這種形式，一個線程對應一個存儲對象。ThreadLocal這樣設計的目的主要有兩個：
一是可以保證當前線程結束時相關對象能盡快被回收；二是ThreadLocalMap中的元素會大大減少，我們都知道map過大更容易造成哈希沖突而導致性能變差。
我們再來看看get方法
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();//1.首先獲取當前線程
ThreadLocalMap map = getMap(t);//2.獲取線程的map對象
if (map != null) {//3.如果map不為空，以threadlocal實例為key獲取到對應Entry，然後從Entry中取出對象即可。
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null)
return (T)e.value;
}
return setInitialValue();//如果map為空，也就是第一次沒有調用set直接get（或者調用過set，又調用了remove）時，為其設定初始值
}
setInitialValue
1 private T setInitialValue() {
2 T value = initialValue();//獲取初始值
3 Thread t = Thread.currentThread();
4 ThreadLocalMap map = getMap(t);
5 if (map != null)
6 map.set(this, value);
7 else
8 createMap(t, value);
9 return value;
10 }
initialValue方法，默認是null，訪問權限是protected，即允許重寫。
1 protected T initialValue() {
2 return null;
3 }
談到這兒，我們應該已經對ThreadLocal的設計目的及設計思想有一定的了解了。
還有一個會引起疑惑的問題，我們說ThreadLocal為每一個線程維護一個獨立的變量副本，那麼是不是說各個線程之間真正的做到對於對象的“完全自治”而不對其他線程的對象產生影響呢？其實這已經不屬於對於ThreadLocal的討論，而是你出於何種目的去使用ThreadLocal。如果我們為一個線程關聯的對象是“完全獨享”的，也就是每個線程擁有一整套的新的 棧中的對象引用+堆中的對象，那麼這種情況下是真正的徹底的“線程獨享變量”，相當於一種深度拷貝，每個線程自己玩自己的，對該對象做任何的操作也不會對別的線程有任何影響。
另一種更普遍的情況，所謂的獨享變量副本，其實也就是每個線程都擁有一個獨立的對象引用，而堆中的對象還是線程間共享的，這種情況下，自然還是會涉及到對共享資源的訪問操作，依然會有線程不安全的風險。所以說，ThreadLocal無法解決線程安全問題。
所以，需不需要完全獨享變量，進行完全隔離，就取決於你的應用場景了。可以想象，對象過大的時候，如果每個線程都有這麼一份“深拷貝”，並發又比較大，對於服務器的壓力自然是很大的。像web開發中的servlet，servlet是線程不安全的，一請求一線程，多個線程共享一個servlet對象；而早期的CGI設計中，N個請求就對應N個對象，並發量大了之後性能自然就很差。
ThreadLocal在spring的事務管理，包括Hibernate的session管理等都有出現，在web開發中，有時會用來管理用戶會話 HttpSession，web交互中這種典型的一請求一線程的場景似乎比較適合使用ThreadLocal，但是需要特別注意的是，由於此時session與線程關聯，而tomcat這些web服務器多會采用線程池機制，也就是說線程是可復用的，所以在每一次進入的時候都需要重新進行set，或者在結束時及時remove。