前言

ThreadLocal 的作用是提供線程內(nèi)的局部變量，這種變量在線程的生命周期內(nèi)起作用，減少同一個線程內(nèi)多個函數(shù)或者組件之間一些公共變量的傳遞的復雜度。但是如果濫用 ThreadLocal，就可能會導致內(nèi)存泄漏。下面，我們將圍繞三個方面來分析 ThreadLocal 內(nèi)存泄漏的問題

ThreadLocal 實現(xiàn)原理

ThreadLocal為什么會內(nèi)存泄漏

ThreadLocal 最佳實踐

ThreadLocal 實現(xiàn)原理

ThreadLocal的實現(xiàn)是這樣的：每個Thread 維護一個 ThreadLocalMap 映射表，這個映射表的 key 是 ThreadLocal 實例本身，value 是真正需要存儲的 Object。

也就是說 ThreadLocal 本身并不存儲值，它只是作為一個 key 來讓線程從 ThreadLocalMap 獲取 value。值得注意的是圖中的虛線，表示 ThreadLocalMap 是使用 ThreadLocal 的弱引用作為 Key 的，弱引用的對象在 GC 時會被回收。

ThreadLocal為什么會內(nèi)存泄漏

ThreadLocalMap使用ThreadLocal的弱引用作為key，如果一個ThreadLocal沒有外部強引用來引用它，那么系統(tǒng) GC 的時候，這個ThreadLocal勢必會被回收，這樣一來，ThreadLocalMap中就會出現(xiàn)key為null的Entry，就沒有辦法訪問這些key為null的Entry的value，如果當前線程再遲遲不結(jié)束的話，這些key為null的Entry的value就會一直存在一條強引用鏈：Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value永遠無法回收，造成內(nèi)存泄漏。

其實，ThreadLocalMap的設(shè)計中已經(jīng)考慮到這種情況，也加上了一些防護措施：在ThreadLocal的get(),set(),remove()的時候都會清除線程ThreadLocalMap里所有key為null的value。

但是這些被動的預防措施并不能保證不會內(nèi)存泄漏：

使用static的ThreadLocal，延長了ThreadLocal的生命周期，可能導致的內(nèi)存泄漏（參考ThreadLocal 內(nèi)存泄露的實例分析）。

分配使用了ThreadLocal又不再調(diào)用get(),set(),remove()方法，那么就會導致內(nèi)存泄漏。

為什么使用弱引用

從表面上看內(nèi)存泄漏的根源在于使用了弱引用。網(wǎng)上的文章大多著重分析ThreadLocal使用了弱引用會導致內(nèi)存泄漏，但是另一個問題也同樣值得思考：為什么使用弱引用而不是強引用？

我們先來看看官方文檔的說法：

To help deal with very large and long-lived usages, the hash table entries use WeakReferences for keys.為了應對非常大和長時間的用途，哈希表使用弱引用的 key。

下面我們分兩種情況討論：

key 使用強引用：引用的ThreadLocal的對象被回收了，但是ThreadLocalMap還持有ThreadLocal的強引用，如果沒有手動刪除，ThreadLocal不會被回收，導致Entry內(nèi)存泄漏。

key 使用弱引用：引用的ThreadLocal的對象被回收了，由于ThreadLocalMap持有ThreadLocal的弱引用，即使沒有手動刪除，ThreadLocal也會被回收。value在下一次ThreadLocalMap調(diào)用set,get，remove的時候會被清除。

比較兩種情況，我們可以發(fā)現(xiàn)：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長，如果都沒有手動刪除對應key，都會導致內(nèi)存泄漏，但是使用弱引用可以多一層保障：弱引用ThreadLocal不會內(nèi)存泄漏，對應的value在下一次ThreadLocalMap調(diào)用set,get,remove的時候會被清除。

因此，ThreadLocal內(nèi)存泄漏的根源是：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長，如果沒有手動刪除對應key就會導致內(nèi)存泄漏，而不是因為弱引用。

ThreadLocal 最佳實踐

綜合上面的分析，我們可以理解ThreadLocal內(nèi)存泄漏的前因后果，那么怎么避免內(nèi)存泄漏呢？

每次使用完ThreadLocal，都調(diào)用它的remove()方法，清除數(shù)據(jù)。

在使用線程池的情況下，沒有及時清理ThreadLocal，不僅是內(nèi)存泄漏的問題，更嚴重的是可能導致業(yè)務邏輯出現(xiàn)問題。所以，使用ThreadLocal就跟加鎖完要解鎖一樣，用完就清理。