ThreadLocal与WeakReference

ThreadLocal是面试中比较容易碰上的问题，一般会要求讲解它的实现原理以及存在的问题。最近在美团的面试中聊到这个问题，虽然去年有看过并收藏了关于ThreadLocal的一些文章但目前几乎忘了干净（还是实践以及理解的不够没有形成记忆 …），所以趁着这个机会好好的总结记录一下。

ThreadLocal的实现机制不复杂，它将自身实例作为key，和需要保存的value一起存入到当前线程的一个map当中，代码可以简单的描写为（当然实际的代码并不是这样）：

`Thread.currentThread().threadLocals.put(this, value);// threadLocal.set(T)

Thread.currentThread().threadLocals.get(this);// threadLocal.get()`

ThreadLocal实现中特别值得注意的是1点：每个线程中都保存着一个threadLocals实例，该实例是Map接口的实现 – ThreadLocalMap。而这个类实现的特殊地方在于，ThreadLocalMap中的Entry中的key类型是WeakReference而非ThreadLocal。为什么ThreadLocalMap中需要使用WeakReference作为key类型，那么首先需要理解WeakReference的意义。

WeakReference是Java语言规范中为了区别直接的对象引用（程序中通过构造函数声明出来的对象引用）而定义的另外一种引用关系。WeakReference标志性的特点是：reference实例不会影响到被应用对象的GC回收行为（即只要对象被除WeakReference对象之外所有的对象解除引用后，该对象便可以被GC回收），只不过在被对象回收之后，reference实例想获得被应用的对象时程序会返回null。

理解了WeakReference之后，ThreadLocalMap使用它的目的也相对清晰了：当threadLocal实例可以被GC回收时，系统可以检测到该threadLocal对应的Entry是否已经过期（根据reference.get() == null来判断，如果为true则表示过期，程序内部称为stale slots）来自动做一些清除工作，否则如果不清除的话容易产生内存无法释放的问题：value对应的对象即使不再使用，但由于被threadLocalMap所引用导致无法被GC回收。实际代码中，ThreadLocalMap会在set，get以及resize等方法中对stale slots做自动删除（set以及get不保证所有过期slots会在操作中会被删除，而resize则会删除threadLocalMap中所有的过期slots）。当然将threadLocal对象设置为null并不能完全避免内存泄露对象，最安全的办法仍然是调用ThreadLocal的remove方法，来彻底避免可能的内存泄露。