threadLocal内存泄露分析

先回答两个问题:

什么是ThreadLocal?
ThreadLocal类顾名思义可以理解为线程本地变量。也就是说如果定义了一个ThreadLocal,每个线程往这个ThreadLocal中读写是线程隔离,互相之间不会影响的。它提供了一种将可变数据通过每个线程有自己的独立副本从而实现线程封闭的机制。

它大致的实现思路是怎样的?
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)。每个线程在往某个ThreadLocal里塞值的时候,都会往自己的ThreadLocalMap里存,读也是以某个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。
看下Threadlocal源码:

image.png

从threadlocal源码很清晰的看出,ThreadLocalMap是Threadlocal的静态内部类,而Entry是ThreadLocalMap的静态内部类,而且Entry继承了弱引用WeakReference,而这个弱引用是Entrykey的引用类型,这个很关键哦,请记住它。这里为什么要使用弱引用呢?
原因是如果不使用弱引用,那么当持有value的强引用释放掉后,当线程没有回收释放时,threadLocalMap会一直持有ThreadLocal以及value的强应用,导致value不能够被回收,从而造成内存泄漏。
通过使用弱引用,当ThreadLocal的强引用释放掉后,通过一次系统gc检查,发现ThreadLocal对象只有threadLocalMap中Entry的若引用持有,此时根据弱引用的机制就会回收ThreadLocal对象,从而避免了内存泄露。当然ThreadLocal还有一些额外的保护措施,详细分析可以参考:死磕Java源码之ThreadLocal实现分析
理清这个结构后,接着向下看。
我们使用threadLocal,都是使用他的get和set以及remove方法。实际上他向外也只暴露了这个3个方法
image.png

首先看他的set方法
image.png

很明显set方法里边,是先获取到ThreadLocalMap,再执行map的set方法,点进去看getMap(t)这个方法,会发现返回的是一个Thread的全局变量threadLocals
image.png

这个全局变量就是ThreadLocal.ThreadLocalMap类型
image.png

总之,threadLocal的set方法,就是往ThreadLocalMap里放数据。
再看这个set方法,第一次set的时候,threadLocals变量还是空的,所以会走creatMap()这个逻辑去初始化,跟进去
image.png

很清楚的看到new了一个map,传进去两个变量,其中一个key是this,就是当前对象ThreadLocal,另一个value就是要set的值


image.png

map别忘了是数组+链表的结构哦,进来给数组table里边new一个Entry对象,可以就是我们的ThreadLocal哦,这是第一次set的情况。
如果map已经初始化过了,就是你已经往里边放过数据了,那么直接走set的逻辑,覆盖掉原来的value


image.png
;
再看get方法,看明白set方法,get就一目了然了
image.png

接下来讲,threadLocal为啥又内存泄露的问题。
我们使用threadLocal一般是这样

ThreadLocal threadLocal=new ThreadLocal();
        threadLocal.set(new Test());

我们是创建了ThreadLocal的对象,然后将value放进去。
实际上,我们通过刚才的set方法已经看到,threadLocal这个set里边实际上是最终把这个value放进了当前线程里边去了,具体就是给了当前线程的成员变量threadLocals;
实际上就是这张内存引用关系图


image.png

从这张图我们可以清楚的看到,我们new出来的ThreadLocal实际是被两个地方引用的,一个是我们的threadlocal对象本身,另一个是我们的当前线程。
如果我们new出来threadLocal变量被回收了,很显然,堆里边的ThreadLocal对象就只有当前线程对它的一个弱引用链路,我们知道java中的弱引用,当jvm进行垃圾回收的时候,如果一个对象只有弱引用,不存在强引用的时候,就会被回收掉,所以当前线程的key将会被回收掉。如果key被回收掉了,那么只要当前线程不销毁,value就永远没办法被回收,当然value也永远不会被访问到,就再内存在形成了脏数据。
当然,我们会发现,如果当前线程销毁了,value是会被回收掉的。
但是我们项目中,经常会使用到线程池,创建的线程是会复用的,不会销毁,就会出现这种内存泄露 的问题。
单实际上,threadLocal已经在他的get、set方法中做了优化,会顺便清理掉无效对象,断开value强引用,从而大对象被收集器回收。
而且threadLocal也提供了remove方法,显式地进行remove是个很好的编码习惯,这样是不会引起内存泄漏。

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