一、前言
最近在学习Netty相关的知识，在看到Netty FastThreadLocal章节中，回想起一起线上诡异问题。
问题描述：外销业务获取用户信息判断是否支持https场景下，获取的用户信息有时候竟然是错乱的。
问题分析：使用ThreadLocal保存用户信息时，未能及时进行remove()操作，而Tomcat工作线程是基于线程池的，会出现线程重用情况，所以获取的用户信息可能是之前线程遗留下来的。
问题修复：ThreadLocal使用完之后及时remove()、ThreadLocal使用之前也进行remove()双重保险操作。
接下来，我们继续深入了解下JDK ThreadLocal和Netty FastThreadLocal吧。
二、JDK ThreadLocal介绍
ThreadLocal是JDK提供的一个方便对象在本线程内不同方法中传递、获取的类。用它定义的变量，仅在本线程中可见，不受其他线程的影响，与其他线程相互隔离。
那具体是如何实现的呢？如图1所示，每个线程都会有个ThreadLocalMap实例变量，其采用懒加载的方式进行创建，当线程第一次访问此变量时才会去创建。
ThreadLocalMap使用线性探测法存储ThreadLocal对象及其维护的数据，具体操作逻辑如下：
假设有一个新的ThreadLocal对象，通过hash计算它应存储的位置下标为x。
此时发现下标x对应位置已经存储了其他的ThreadLocal对象，则它会往后寻找，步长为1，下标变更为x+1。
接下来发现下标x+1对应位置也已经存储了其他的ThreadLocal对象，同理则它会继续往后寻找，下标变更为x+2。
直到寻找到下标为x+3时发现是空闲的，然后将该ThreadLocal对象及其维护的数据构建一个entry对象存储在x+3位置。
在ThreadLocalMap中数据很多的情况下，很容易出现hash冲突，解决冲突需要不断的向下遍历，该操作的时间复杂度为O(n)，效率较低。
从下面的代码中可以看出：
Entry 的 key 是弱引用，value 是强引用。在 JVM 垃圾回收时，只要发现弱引用的对象，不管内存是否充足，都会被回收。
但是当 ThreadLocal 不再使用被 GC 回收后，ThreadLocalMap 中可能出现 Entry 的 key 为 NULL，那么 Entry 的 value 一直会强引用数据而得不到释放，只能等待线程销毁，从而造成内存泄漏。
static class ThreadLocalMap {
// 弱引用,在资源紧张的时候可以回收部分不再引用的ThreadLocal变量
static class Entry extends WeakReference> variablesToRemove;
if (v == InternalThreadLocalMap.UNSET || v == null) {
// 下标index为0的数据为空，则创建FastThreadLocal对象Set集合
variablesToRemove = Collections.newSetFromMap(new IdentityHashMap>) v;
}
// 将FastThreadLocal对象保存到待清理的Set中
variablesToRemove.add(variable);
}
// 省略其他代码
}public final class InternalThreadLocalMap extends UnpaddedInternalThreadLocalMap {
// 未赋值的Object变量（缺省值），当⼀个与线程绑定的值被删除之后，会被设置为UNSET
public static final Object UNSET = new Object();
// 存储绑定到当前线程的数据的数组
private Object[] indexedVariables;
// 绑定到当前线程的数据的数组能再次采用x2扩容的最大量
private static final int ARRAY_LIST_CAPACITY_EXPAND_THRESHOLD = 1 >> 1;
newCapacity |= newCapacity >>> 2;
newCapacity |= newCapacity >>> 4;
newCapacity |= newCapacity >>> 8;
newCapacity |= newCapacity >>> 16;
newCapacity ++;
} else { // 不支持x2方式扩容，则设置绑定到当前线程的数据的数组容量为最大值
newCapacity = ARRAY_LIST_CAPACITY_MAX_SIZE;
}
// 按扩容后的大小创建新数组，并将老数组数据copy到新数组
Object[] newArray = Arrays.copyOf(oldArray, newCapacity);
// 新数组扩容后的部分赋UNSET缺省值
Arrays.fill(newArray, oldCapacity, newArray.length, UNSET);
// 新数组的index位置替换成新的value
newArray[index] = value;
// 绑定到当前线程的数据的数组用新数组替换
indexedVariables = newArray;
}
// 省略其他代码
}源码中 set() 方法主要分为下面3个步骤处理：
判断value是否是缺省值UNSET，如果value不等于缺省值，则会通过InternalThreadLocalMap.get()方法获取当前线程的InternalThreadLocalMap，具体实现3.2小节中get()方法已做讲解。
通过FastThreadLocal中的setKnownNotUnset()方法将InternalThreadLocalMap中数据替换为新的value，并将当前的FastThreadLocal对象保存到待清理的Set中。
如果等于缺省值UNSET或null（else的逻辑），会调用remove()方法，remove()具体见后面的代码分析。接下来我们看下
InternalThreadLocalMap.setIndexedVariable方法的实现逻辑。
判断index是否超出存储绑定到当前线程的数据的数组indexedVariables的长度，如果没有超出，则获取index位置的数据，并将该数组index位置数据设置新value。
如果超出了，绑定到当前线程的数据的数组需要扩容，则扩容该数组并将它index位置的数据设置新value。
扩容数组以index 为基准进行扩容，将数组扩容后的容量向上取整为 2 的次幂。然后将原数组内容拷贝到新的数组中，空余部分填充缺省值UNSET，最终把新数组赋值给 indexedVariables。
下面我们再继续看下
FastThreadLocal.addToVariablesToRemove方法的实现逻辑。
1.取下标index为0的数据（用于存储待清理的FastThreadLocal对象Set集合中），如果该数据是缺省值UNSET或null，则会创建FastThreadLocal对象Set集合，并将该Set集合填充到下标index为0的数组位置。
2.如果该数据不是缺省值UNSET，说明Set集合已金被填充，直接强转获取该Set集合。
3.最后将FastThreadLocal对象保存到待清理的Set集合中。
4.4 remove、removeAll方法
public class FastThreadLocal {
// FastThreadLocal初始化时variablesToRemoveIndex被赋值为0
private static final int variablesToRemoveIndex = InternalThreadLocalMap.nextVariableIndex();
public final void remove() {
// 获取当前线程的InternalThreadLocalMap
// 删除当前的FastThreadLocal对象及其维护的数据
remove(InternalThreadLocalMap.getIfSet());
}
public final void remove(InternalThreadLocalMap threadLocalMap) {
if (threadLocalMap == null) {
return;
}
// 根据当前线程的index，并将该数组下标index位置对应的值设置为缺省值UNSET
Object v = threadLocalMap.removeIndexedVariable(index);
// 存储待清理的FastThreadLocal对象Set集合中删除当前FastThreadLocal对象
removeFromVariablesToRemove(threadLocalMap, this);
if (v != InternalThreadLocalMap.UNSET) {
try {
// 空方法，用户可以继承实现
onRemoval((V) v);
} catch (Exception e) {
PlatformDependent.throwException(e);
}
}
}
public static void removeAll() {
InternalThreadLocalMap threadLocalMap = InternalThreadLocalMap.getIfSet();
if (threadLocalMap == null) {
return;
}
try {
// 取下标index为0的数据，用于存储待清理的FastThreadLocal对象Set集合中
Object v = threadLocalMap.indexedVariable(variablesToRemoveIndex);
if (v != null && v != InternalThreadLocalMap.UNSET) {
@SuppressWarnings("unchecked")
Set[] variablesToRemoveArray =
variablesToRemove.toArray(new FastThreadLocal[0]);
for (FastThreadLocal tlv: variablesToRemoveArray) {
tlv.remove(threadLocalMap);
}
}
} finally {
// 删除InternalThreadLocalMap中threadLocalMap和slowThreadLocalMap数据
InternalThreadLocalMap.remove();
}
}
private static void removeFromVariablesToRemove(
InternalThreadLocalMap threadLocalMap, FastThreadLocal variable) {
// 取下标index为0的数据，用于存储待清理的FastThreadLocal对象Set集合中
Object v = threadLocalMap.indexedVariable(variablesToRemoveIndex);
if (v == InternalThreadLocalMap.UNSET || v == null) {
return;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
// 存储待清理的FastThreadLocal对象Set集合中删除该FastThreadLocal对象
Set
