ThreadLocal
的作用是提供线程内的局部变量,这种变量在线程的生命周期内起作用,减少同一个线程内多个函数或者组件之间一些公共变量的传递的复杂度。但是如果滥用ThreadLocal
,就可能会导致内存泄漏。下面,我们将围绕三个方面来分析ThreadLocal
内存泄漏的问题
ThreadLocal
实现原理ThreadLocal
为什么会内存泄漏
ThreadLocal 实现原理
ThreadLocal
的实现是这样的:每个Thread
维护一个ThreadLocalMap
映射表,这个映射表的key
是ThreadLocal
实例本身,value
是真正需要存储的Object
。
也就是说ThreadLocal
本身并不存储值,它只是作为一个key
来让线程从ThreadLocalMap
获取value
。值得注意的是图中的虚线,表示ThreadLocalMap
是使用ThreadLocal
的弱引用作为Key
的,弱引用的对象在 GC 时会被回收(只有被弱引用关联的才回收)。
ThreadLocal
为什么会内存泄漏ThreadLocalMap
使用ThreadLocal
的弱引用作为key
,如果一个ThreadLocal
没有外部强引用来引用它,那么系统 GC 的时候,这个ThreadLocal
势必会被回收,这样一来,ThreadLocalMap
中就会出现key
为null
的Entry
,就没有办法访问这些key
为null
的Entry
的value
,如果当前线程再迟迟不结束的话,这些key
为null
的Entry
的value
就会一直存在一条强引用链:Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value
永远无法回收,造成内存泄漏。
其实,ThreadLocalMap
的设计中已经考虑到这种情况,也加上了一些防护措施:在ThreadLocal
的get()
,set()
,remove()
的时候都会清除线程ThreadLocalMap
里所有key
为null
的value
。
为什么使用弱引用
从表面上看内存泄漏的根源在于使用了弱引用。网上的文章大多着重分析ThreadLocal
使用了弱引用会导致内存泄漏,但是另一个问题也同样值得思考:为什么使用弱引用而不是强引用?
我们先来看看官方文档的说法:
To help deal with very large and long-lived usages, the hash table entries use WeakReferences for keys.
为了应对非常大和长时间的用途,哈希表使用弱引用的 key。
下面我们分两种情况讨论:
- key 使用强引用:引用的
ThreadLocal
的对象被回收了,但是ThreadLocalMap
还持有ThreadLocal
的强引用,如果没有手动删除,ThreadLocal
不会被回收,导致Entry
内存泄漏。 - key 使用弱引用:引用的
ThreadLocal
的对象被回收了,由于ThreadLocalMap
持有ThreadLocal
的弱引用,即使没有手动删除,ThreadLocal
也会被回收。value
在下一次ThreadLocalMap
调用set
,get
,remove
的时候会被清除。
比较两种情况,我们可以发现:由于ThreadLocalMap
的生命周期跟Thread
一样长,如果都没有手动删除对应key
,都会导致内存泄漏,但是使用弱引用可以多一层保障:弱引用ThreadLocal
不会内存泄漏,对应的value
在下一次ThreadLocalMap
调用set
,get
,remove
的时候会被清除。
因此,ThreadLocal
内存泄漏的根源是:由于ThreadLocalMap
的生命周期跟Thread
一样长,如果没有手动删除对应key
就会导致内存泄漏,而不是因为弱引用。
综合上面的分析,我们可以理解ThreadLocal
内存泄漏的前因后果,那么怎么避免内存泄漏呢?
- 每次使用完
ThreadLocal
,都调用它的remove()
方法,清除数据。