Java四种引用类型与ThreadLocal内存泄露

java中引用类型

1. 强引用 NormalReference（一个普通变量指向一个对象，引用消失以后，对象就会被GC）
   Object o = new Object()
2. 软引用 SoftReference（有一个软引用对象，软引用对象中有个引用指向一个对象，这个对象是被软引用连着的，在GC的时候会被特殊处理，堆内存不够用的时候就会被回收）

/**
 * -Xmx20M 设置最大堆内存为20MN
 */
public class SoftReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SoftReference m = new SoftReference(new byte[1024*10245*10]);
        System.out.println(m.get());
        System.gc();
        try {
            Thread.sleep(500);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(m.get());

        //再分配一个数组，堆内存装不下，这时候系统会进行GC
        byte[] b = new byte[1024*1024*15];
        System.out.println(m.get());
    }
}

3. 弱引用 WeakReference（有一个弱引用对象，弱引用对象中有个引用指向一个对象，这个对象只要遇到GC就会被回收）弱引用作用是解决内存泄露

public class WeakReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        WeakReference m=new WeakReference(new Person());

        System.out.println(m.get());
        System.gc();
        System.out.println(m.get());
    }
}

4. 虚引用 PhantomReference（有跟没有差不多，永远get不到，作用是管理堆外内存）

ThreadLocal

threadLocal就是一个容器，A线程只能拿到自己放入threadLocal的东西，拿不到B线程放进去的东西

使用案例

不使用threadLocal

public class ThreadLocalDemo {
    volatile static Person p = new Person();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(p.name);
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                p.name="lisi";
            }
        }).start();
    }
}

class Person{
    String name="zhangsan";
}

上述打印结果lisi
使用threadLocal以后

public class ThreadLocalDemo {
//    volatile static Person p = new Person();
    static ThreadLocal t1= new ThreadLocal();
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(t1.get());
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                t1.set(new Person());
            }
        }).start();
    }
}

class Person{
    String name="zhangsan";
}

打印结果为null

源码解析

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }
   ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

获取的是当前线程里面的threadlocalmap，自然B线程无法获取A线程放置的内容，threadLocal最明显的使用时spring中的事务@Transaction

private void set(ThreadLocal key, Object value) {
            Entry[] tab = table;
            int len = tab.length;
            int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

            for (Entry e = tab[i];
                 e != null;
                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                ThreadLocal k = e.get();

                if (k == key) {
                    e.value = value;
                    return;
                }

                if (k == null) {
                    replaceStaleEntry(key, value, i);
                    return;
                }
            }
// new一个虚引用
            tab[i] = new Entry(key, value);
            int sz = ++size;
            if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
                rehash();
        }

// 这个Entry是一个weakReference
static class Entry extends WeakReference> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal k, Object v) {
// 下面这句等效于 new WeakReference(new K()),即k对象是被弱引用指向的
                super(k);
                value = v;
            }
        }

流程：new 一个threadLocal，然后调用set方法，引用了当前线程的threadLocalMap，然后创建一个Entry对象即弱引用对象，让该弱引用对象指向new的threadLocal对象这个key，然后就将这个Entry放到threadLocalMap中

面试题1 为什么Entry要用弱引用

ThreadLocal t1=new ThreadLocal<>();
r1.set(new Person());
t1.remove();

假设Entry为强引用，因为是强引用，当我们写t1=null的时候（或者main方法退出），t1不再使用的时候，这个new出来的threadLocal应该被回收掉，可是因为在t1中set了一个new Person()，则ThreadLocalMap中仍然有个entry的key指向这个ThreadLocal对象t1，因此该对象无法回收，如果程序一直运行，则该对象永远无法回收，因为有个强引用永远指向他，造成了内存泄露问题

因此Entry为弱引用，ThreadLocalMap的key弱指向threadLocal对象t1，只要有GC，这个t1就会被回收

image.png

当我们通过弱引用将ThreadLocal对象t1回收以后，就出现了key为null，但是value存在的情况，value则面临无法回收的局面，因为已经无法通过这个null找到这个value，导致越来越多的这种积累，造成内存泄漏

因此正常的threadLocal使用方法是确定new出来的Person不再引用以后，使用t1.remove（）将整个entry行从ThreadLocalMap中删除