ThreadLocal 内存泄露的原因及处理方式

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2023-10-09 18:27 23阅读 0赞

1、ThreadLocal 使用原理  
ThreadLocal的主要用途是实现线程间变量的隔离，表面上他们使用的是同一个ThreadLocal， 但是实际上使用的值value却是自己独有的一份。用一图直接表示threadlocal 的使用方式。  
![在这里插入图片描述][1715b270e9064a90867cead6c36fd441.png_pic_center]  
从图中我们可以当线程使用threadlocal 时，是将threadlocal当做当前线程thread的属性ThreadLocalMap 中的一个Entry的key值，实际上存放的变量是Entry的value值，我们实际要使用的值是value值。value值为什么不存在并发问题呢，因为它只有一个线程能访问。threadlocal我们可以当做一个索引看待，可以有多个threadlocal 变量，不同的threadlocal对应于不同的value值，他们之间互不影响。ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享  
2、ThreadLocal 内存泄露的原因

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」。

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
        
        /** The value associated with this ThreadLocal. */
        Object value;
        Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
        
            super(k);
            value = v;
        }
    }

主要两个原因  
1 . 没有手动删除这个 Entry  
2 . CurrentThread 当前线程依然运行

第一点很好理解，只要在使用完下 ThreadLocal ，调用其 remove 方法删除对应的 Entry ，就能避免内存泄漏。
        第二点稍微复杂一点，由于ThreadLocalMap 是 Thread 的一个属性，被当前线程所引用，所以ThreadLocalMap的生命周期跟 Thread 一样长。如果threadlocal变量被回收，那么当前线程的threadlocal 变量副本指向的就是key=null, 也即entry(null,value),那这个entry对应的value永远无法访问到。实际私用ThreadLocal场景都是采用线程池，而线程池中的线程都是复用的，这样就可能导致非常多的entry(null,value)出现，从而导致内存泄露。

综上， ThreadLocal 内存泄漏的根源是：  
由于ThreadLocalMap 的生命周期跟 Thread 一样长，对于重复利用的线程来说，如果没有手动删除（remove()方法）对应 key 就会导致entry(null，value)的对象越来越多，从而导致内存泄漏．

3、 为什么不将key设置为强引用  
3.1 、key 如果是强引用  
那么为什么ThreadLocalMap的key要设计成弱引用呢？其实很简单，如果key设计成强引用且没有手动remove()，那么key会和value一样伴随线程的整个生命周期。

1、假设在业务代码中使用完ThreadLocal, ThreadLocal ref被回收了，但是因为threadLocalMap的Entry强引用了threadLocal(key就是threadLocal), 造成ThreadLocal无法被回收。在没有手动删除Entry以及CurrentThread(当前线程)依然运行的前提下, 始终有强引用链CurrentThread Ref → CurrentThread →Map(ThreadLocalMap)-> entry, Entry就不会被回收( Entry中包括了ThreadLocal实例和value), 导致Entry内存泄漏也就是说: ThreadLocalMap中的key使用了强引用, 是无法完全避免内存泄漏的。请结合图1看。

3.3 那么为什么 key 要用弱引用  
事实上，在 ThreadLocalMap 中的set/getEntry 方法中，会对 key 为 null（也即是 ThreadLocal 为 null ）进行判断，如果为 null 的话，那么会把 value 置为 null 的．这就意味着使用threadLocal , CurrentThread 依然运行的前提下．就算忘记调用 remove 方法，弱引用比强引用可以多一层保障：弱引用的 ThreadLocal 会被回收．对应value在下一次 ThreadLocaI 调用 get()/set()/remove() 中的任一方法的时候会被清除，从而避免内存泄漏．

3.4 如何正确的使用ThreadLocal  
1、将ThreadLocal变量定义成private static的，这样的话ThreadLocal的生命周期就更长，由于一直存在ThreadLocal的强引用，所以ThreadLocal也就不会被回收，也就能保证任何时候都能根据ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值，然后remove它，防止内存泄露

2、每次使用完ThreadLocal，都调用它的remove()方法，清除数据。

[1715b270e9064a90867cead6c36fd441.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/1715b270e9064a90867cead6c36fd441.png#pic_center