Java的四种引用类型：
- 强引用：我们常常 new 出来的对象就是强引用类型，只要强引用存在，垃圾回收器将永远不会回收被引用的对象，哪怕内存不足的时候
- 软引用：使用 SoftReference 修饰的对象被称为软引用，软引用指向的对象在内存要溢出的时候被回收
- 弱引用：使用 WeakReference 修饰的对象被称为弱引用，只要发生垃圾回收，若这个对象只被弱引用指向，那么就会被回收
- 虚引用：虚引用是最弱的引用，在 Java 中使用 PhantomReference 进行定义。虚引用中唯一的作用就是用队列接收对象即将死亡的通知
定义
ThreadLocal是一个在多线程中为每一个线程创建单独的变量副本的类; 当使用ThreadLocal来维护变量时, ThreadLocal会为每个线程创建单独的变量副本, 避免因多线程操作共享变量而导致的数据不一致的情况。它是一种实现线程安全的方式。
线程隔离的实现
Thread类有一个类型为ThreadLocal.ThreadLocalMap的实例变量threadLocals，也就是说每个线程有一个自己的ThreadLocalMap。
ThreadLocalMap有自己的独立实现，可以简单地将它的key视作ThreadLocal，value为代码中放入的值（实际上key并不是ThreadLocal本身，而是它的一个弱引用）。
每个线程在往ThreadLocal里放值的时候，都会往自己的ThreadLocalMap里存，读也是以ThreadLocal作为引用，在自己的map里找对应的key，从而实现了线程隔离。
ThreadLocalMap有点类似HashMap的结构，只是HashMap是由数组+链表实现的，而ThreadLocalMap中并没有链表结构。
ThreadLocalMap Hash 算法
既然是Map结构，那么ThreadLocalMap当然也要实现自己的hash算法来解决散列表数组冲突问题。
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);ThreadLocalMap中hash算法很简单，这里i就是当前 key 在散列表中对应的数组下标位置。
这里最关键的就是threadLocalHashCode值的计算，ThreadLocal中有一个属性为HASH_INCREMENT = 0x61c88647
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
/**
* The next hash code to be given out. Updated atomically. Starts at
* zero.
*/
private static AtomicInteger nextHashCode =
new AtomicInteger();
/**
* The difference between successively generated hash codes - turns
* implicit sequential thread-local IDs into near-optimally spread
* multiplicative hash values for power-of-two-sized tables.
*/
private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;
/**
* Returns the next hash code.
*/
private static int nextHashCode() {
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}
/**
* Construct a new map initially containing (firstKey, firstValue).
* ThreadLocalMaps are constructed lazily, so we only create
* one when we have at least one entry to put in it.
*/
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}每当创建一个ThreadLocal对象，这个ThreadLocal.nextHashCode 这个值就会增长 0x61c88647 。
这个值很特殊，它是斐波那契数 也叫 黄金分割数。hash增量为 这个数字，带来的好处就是 hash 分布非常均匀。
ThreadLocalMap Hash冲突
虽然ThreadLocalMap中使用了黄金分割数来作为hash计算因子，大大减少了Hash冲突的概率，但是仍然会存在冲突。HashMap中解决冲突的方法是在数组上构造一个链表结构，冲突的数据挂载到链表上，如果链表长度超过一定数量则会转化成红黑树。而 ThreadLocalMap 中并没有链表结构，所以这里不能使用 HashMap 解决冲突的方式了
ThreadLocalMap 中哈希冲突的解决方式是开放地址法-线性探测，遇到冲突后向后查找，直到遇到为Entry为null的槽位，然后将数据储存。 具体场景分为：
entry为null：将当前元素直接存放在该位置
entry不为null，且key相同：更新当前位置的数据value值
找到entry为null的槽位前，找到了key为null的槽位：此时就会执行
replaceStaleEntry()方法，该方法含义是替换过期数据的逻辑，以当前staleSlot(指当前数据在数组中的下标)开始向前迭代查找，找其他过期的数据，然后更新过期数据起始扫描下标slotToExpunge。for循环迭代，直到碰到Entry为null结束。接着开始以
staleSlot位置向后迭代，如果找到了相同 key 值的 Entry 数据：找到后更新Entry的值并交换staleSlot元素的位置(staleSlot位置为过期元素)，更新Entry数据，然后开始进行过期Entry的清理工作。
ThreadLocalMap过期元素清理
ThreadLocal为避免内存泄露，在存放元素（set）、获取元素（getEntry）和移除元素时都会清理过期数据（key为null的数组）。
探测式清理 - expungeStaleEntry
private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
// expunge entry at staleSlot
tab[staleSlot].value = null;
tab[staleSlot] = null;
size--;
// Rehash until we encounter null
Entry e;
int i;
for (i = nextIndex(staleSlot, len);
(e = tab[i]) != null;
i = nextIndex(i, len)) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == null) {
e.value = null;
tab[i] = null;
size--;
} else {
int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1);
if (h != i) {
tab[i] = null;
// Unlike Knuth 6.4 Algorithm R, we must scan until
// null because multiple entries could have been stale.
while (tab[h] != null)
h = nextIndex(h, len);
tab[h] = e;
}
}
}
return i;
}首先清除当前槽位上的
Entry数据，将其value字段和本身都设置为null，数组长度减一。开始循环，从当前位置的后一个槽位出发，直到遇到第一个为null的槽位。如果遇到
key为null的槽位，逻辑和操作1一样。如果遇到key不为null的槽位，重新计算当前槽位数据在数组中的索引值。（为什么要重新计算位置：因为Hash冲突的存在，元素存放的槽位可能不是它通过Hash计算出的位置。所以当有过期元素被移除时，重新计算下位置，让其尽可能靠近原始位置，提升查找性能）如果重新计算的位置和当前位置的索引不一样，说明当前元素是因为Hash冲突被移到当前位置的，所以需要重新计算本来的槽位位置存放，如果还有冲突则向后遍历寻找一个空槽位存放。
启发式清理 - cleanSomeSlots
private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) {
boolean removed = false;
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
do {
i = nextIndex(i, len);
Entry e = tab[i];
if (e != null && e.get() == null) {
n = len;
removed = true;
i = expungeStaleEntry(i);
}
} while ( (n >>>= 1) != 0);
return removed;
}这种方式会尝试log2N次，如果遇到key为null的槽位，则会使用探测式清理方式。
ThreadLocal内存泄露
ThreadLocalMap内部维护了一个Entry[] table来存储键值对的映射关系，内存泄漏和Entry类有非常大的关系，下面是Entry的源码：
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}Entry将ThreadLocal作为Key，值作为value保存，它继承自WeakReference，注意构造函数里的第一行代码super(k)，这意味着ThreadLocal对象是一个「弱引用」
在实际使用中，ThreadLocal通常存在如下的引用关系：
图中虚线表示弱引用，GC后会断开
可以看到，key为弱引用虽然可以在GC后解除引用连接，但是如果Thread长期存活的话，依旧会存在这条链路：Thread Ref → Current Thread → ThreadLocalMap → Entry → Value，value由于是强引用不会被回收，就会导致内存泄露。
ThreadLocal也考虑到了这个问题，在执行 ThreadLocal 的 set、remove、rehash 等方法时，它都会扫描 key 为 null 的 Entry，如果发现某个 Entry 的 key 为 null，则代表它所对应的 value 也没有作用了，所以它就会把对应的 value 置为 null，这样，value 对象就可以被正常回收了。
但是假设 ThreadLocal 已经不被使用了，那么实际上 set、remove、rehash 方法也不会被调用，与此同时，如果这个线程又一直存活、不终止的话，那么刚才的那个调用链就一直存在，也就导致了 value 的内存泄漏。
推荐做法：在ThreadLocal使用完成后，手动调用remove方法将value置为null，方便后续回收。
InheritableThreadLocal
我们使用ThreadLocal的时候，在异步场景下是无法给子线程共享父线程中创建的线程副本数据的。为了解决这个问题，JDK 中还有一个InheritableThreadLocal类
实现原理是子线程是通过在父线程中通过调用new Thread()方法来创建子线程，Thread#init方法在Thread的构造方法中被调用。在init方法中拷贝父线程数据到子线程中