Volatile 关键字

使用场景

状态标志：Volatile常常用于多线程的状态标志，例如一个系统运行的标志位。一旦这个标志位改变，其他所有的线程都需要停止自己的工作。

双重检查锁定：在多线程环境下，volatile也常常和双重检查锁定一起使用，以实现线程安全的单例模式。

原理

volatile是Java提供的一种轻量级的同步机制，它主要有两个特性：

保证可见性：当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主内存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。

防止指令重排序：在Java内存模型中，为了提高处理器的效率，编译器和处理器常常会对指令进行重新排序，volatile可以防止指令重排序。

ThreadLocal

使用场景

每个线程需要有自己的单独的实例：例如在web开发中，每个请求都是一个独立的线程，而每个请求都需要有一个独立的数据库连接，这时候就可以用ThreadLocal来存储各自的数据库连接。

进行复杂的计算并且需要缓存部分结果：如果一个线程需要使用到预先计算的一些数据，而这些数据的计算很复杂，或者需要从远程服务器获取，这时候就可以考虑使用ThreadLocal来缓存这些数据。

原理

ThreadLocal为每个线程提供了一个独立的变量副本，每个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其他线程所对应的副本。ThreadLocal的实现中，内部有一个Map，用于存储每一个线程的副本。

ThreadLocal的key是弱引用，做这个设计主要是避免内存泄露。如果ThreadLocal没有外部强引用来引用它，那么在下一次垃圾回收时，这个ThreadLocal会被回收。这样，ThreadLocal在没有被外部强引用的情况下，其生命周期就与线程相同。

需要注意的是，虽然ThreadLocal能够防止共享资源的线程安全问题，但如果创建了ThreadLocal变量却不再使用，就可能导致内存泄漏，因为每个线程都会保留对其线程副本的引用，即使线程结束运行，如果不调用ThreadLocal的remove()方法，ThreadLocal的实例以及存储的数据对象都不会被垃圾回收。