内存泄露 threadlocal的内存泄露 ThreadLocal为何使用弱引用

Threadlocal的弱引用类型

根据官网给出的定义：This class provides thread-local variables，换句话说，threadLocal存储当前thread的局部变量，该局部变量是线程私有的，Thread内部维护的属性代码如下：

/*
 * InheritableThreadLocal values pertaining to this thread. This map is
 * maintained by the InheritableThreadLocal class.
 */
ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

ThreadLocal维护的静态内部类ThreacLocalMap，而ThreacLocalMap维护的是静态内部类Entry类，Entry继承WeakReference> ，如代码所示：

/**
  * ThreadLocalMap is a customized hash map suitable only for
  * maintaining thread local values. No operations are exported
  * outside of the ThreadLocal class. The class is package private to
  * allow declaration of fields in class Thread.  To help deal with
  * very large and long-lived usages, the hash table entries use
  * WeakReferences for keys. However, since reference queues are not
  * used, stale entries are guaranteed to be removed only when
  * the table starts running out of space.
  */
 static class ThreadLocalMap {

     /**
      * The entries in this hash map extend WeakReference, using
      * its main ref field as the key (which is always a
      * ThreadLocal object).  Note that null keys (i.e. entry.get()
      * == null) mean that the key is no longer referenced, so the
      * entry can be expunged from table.  Such entries are referred to
      * as "stale entries" in the code that follows.
      */
     static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
         /** The value associated with this ThreadLocal. */
         Object value;

         Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
             super(k);
             value = v;
         }
     }
......
}

因为entry是弱引用，这里容易出现内存泄露。

了解内存泄露之前，我们需要了解Java引用类型 - 弱引用。

弱引用

什么是弱引用

如果发生gc操作时，弱引用对象就会被回收，不管引用对象是否置为null。

假设引用对象不为null

引用对象不为null：

 @Test
public void testReference() {
     CbcCompany company = new CbcCompany();
     company.setName("test company");
     WeakReference<CbcCompany> weakReference = new WeakReference(company);
     int i = 0;
     boolean flag = true;
     while (flag) {
         i++;
         if (weakReference.get() != null) {
             System.out.println("cbcCompany is alive for " + i + " loops - " + weakReference.get());
         } else {
             System.out.println("cbcCompany has been collected.");
             flag = false;
         }
     }
 }

输出结果为：

假设引用对象为null

@Test
public void testReference() {
    CbcCompany company = new CbcCompany();
    company.setName("test company");
    WeakReference<CbcCompany> weakReference = new WeakReference(company);
    company = null;
    int i = 0;
    boolean flag = true;
    System.gc();
    System.out.println("cbcCompany is alive for " + i + " loops - " + weakReference.get());
}

输出结果为：

threadLocal的内存泄露的问题

我们定义一个threadLocal对象，通过set方法注入值，此后threadLocal对象置位null，在垃圾回收时被回收。

Entry的key值为null，value值不为空，对象便被ThreadLocalMap引用着。

如果当前线程的生命周期比较长，那么外部的ThreadLocalMap对象也一直存在，因而这就形成一个强引用链：thread -> threadLocalMap -> entry ->null。

因此，在使用完毕后，及时调用thread.remove()方法回收对象。

分析ThreadLocal为何使用弱引用

既然弱引用极容易被Gc回收，从而造成内存泄漏，那么，ThreadLocal为什么还要使用弱引用呢？

在线上环境，jvm默认给每个工作线程分配的内存大小为1mb，假如这里使用的是强引用，当线程执行完还没有被Gc回收，当前map也没有被回收，entry所维护的threadLocal的引用对象自然不会被回收，那么，这就会造成内存碎片。本来就不大的内存，加上碎片的产生，容易造成栈异常。除非线程结束，线程被回收了，map也跟着回收。

但是，如果使用线程池的话，当前核心线程永远都不会被回收，除非调用线程池的shutdown方法，线程才会被回收。但使用线程池就是为了以更少的线程来处理更多的任务，所以很少去调用线程池的shutdown方法。

但是，弱引用也会产生内存泄漏，假如threadlocal=null，gc回收threadlocallocal，但map里面的value却没有被回收。而这块value永远不会被访问到了. 所以存在着内存泄露。但是，Java为了最小化减少内存泄露的可能性和影响，在ThreadLocal的get,set的时候都会清除线程Map里所有key为null的value。

解决ThreadLocal的内存泄露

当线程的某个localThread使用完了，马上调用threadlocal的remove方法，那就啥事没有！

其实，只要这个线程对象及时被gc回收，这个内存泄露问题影响不大。但在threadLocal设为null到线程结束，中间这段时间不会被回收的，就发生了我们认为的内存泄露。
　　
最要命的是线程对象一直不被回收的情况，就发生了真正意义上的内存泄露。比如使用线程池的时候，线程结束是不会销毁的，会再次使用的。就可能出现内存泄露。