ThreadLocal为什么会导致内存泄漏

ThreadLocal为什么会导致内存泄漏？

一个线程对应一块工作内存，线程可以存储多个ThreadLocal。那么假设，开启1万个线程，每个线程创建1万个ThreadLocal，也就是每个线程维护1万个ThreadLocal小内存空间，而且当线程执行结束以后，假设这些ThreadLocal里的Entry还不会被回收，那么将很容易导致堆内存溢出。

JVM提供解决方案是把ThreadLocal里的Entry设置为弱引用，当垃圾回收的时候，回收ThreadLocal。

什么是弱引用？

Key使用强引用：也就是上述说的情况，引用ThreadLocal的对象被回收了，ThreadLocal的引用ThreadLocalMap的Key为强引用并没有被回收，如果不手动回收的话，ThreadLocal将不会回收那么将导致内存泄漏。

Key使用弱引用：引用的ThreadLocal的对象被回收了，ThreadLocal的引用ThreadLocalMap的Key为弱引用，如果内存回收，那么将ThreadLocalMap的Key将会被回收，ThreadLocal也将被回收。value在ThreadLocalMap调用get、set、remove的时候就会被清除。

比较两种情况，我们可以发现：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一样长，如果都没有手动删除对应key，都会导致内存泄漏，但是使用弱引用可以多一层保障：弱引用ThreadLocal不会内存泄漏，对应的value在下一次ThreadLocalMap调用set,get,remove的时候会被清除。

虽然JVM有保障了，但还是有内存泄漏风险。

ThreadLocalMap使用ThreadLocal对象作为弱引用，当垃圾回收的时候，ThreadLocalMap中Key将会被回收，也就是将Key设置为null的Entry。如果线程迟迟无法结束，也就是ThreadLocal对象将一直不会回收，回顾到上面存在很多线程+TheradLocal，那么也将导致内存泄漏。(内存泄露的重点)

其实，在ThreadLocal中，当调用remove、get、set方法的时候，会清除为null的弱引用，也就是回收ThreadLocal。

 ThreadLocal提供一个线程（Thread）局部变量，访问到某个变量的每一个线程都拥有自己的局部变量。说白了，ThreadLocal就是想在多线程环境下去保证成员变量的安全。 

ThreadLocal提供的方法

对于ThreadLocal而言，常用的方法，就是get/set/initialValue方法。

我们先来看一个例子

运行结果

很显然，在这里，并没有通过ThreadLocal达到线程隔离的机制，可见ThreadLocal不是保证线程安全的

虽然，ThreadLocal让访问某个变量的线程都拥有自己的局部变量，但是如果这个局部变量都指向同一个对象呢？这个时候ThreadLocal就失效了。仔细观察下图中的代码，你会发现，threadLocal在初始化时返回的都是同一个对象a！

我们直接看最常用的set操作：

set

线程局部变量

createMap

你会看到，set需要首先获得当前线程对象Thread；

然后取出当前线程对象的成员变量ThreadLocalMap；

如果ThreadLocalMap存在，那么进行KEY/VALUE设置，KEY就是ThreadLocal；

如果ThreadLocalMap没有，那么创建一个；

说白了，当前线程中存在一个Map变量，KEY是ThreadLocal，VALUE是你设置的值。

看一下get操作：

get

这里其实揭示了ThreadLocalMap里面的数据存储结构，从上面的代码来看，ThreadLocalMap中存放的就是Entry，Entry的KEY就是ThreadLocal，VALUE就是值。

ThreadLocalMap.Entry：

弱引用

在JAVA里面，存在强引用、弱引用、软引用、虚引用。这里主要谈一下强引用和弱引用。

强引用，就不必说了，类似于：

A a = new A();

B b = new B();

考虑这样的情况：

C c = new C(b);

b = null;

考虑下GC的情况。要知道b被置为null，那么是否意味着一段时间后GC工作可以回收b所分配的内存空间呢？答案是否定的，因为即便b被置为null，但是c仍然持有对b的引用，而且还是强引用，所以GC不会回收b原先所分配的空间！既不能回收利用，又不能使用，这就造成了内存泄露。

那么如何处理呢？

可以c = null;也可以使用弱引用！（WeakReference w = new WeakReference(b);）

分析到这里，我们可以得到：

内存结构图

这里我们思考一个问题：ThreadLocal使用到了弱引用，是否意味着不会存在内存泄露呢？ 

首先来说，如果把ThreadLocal置为null，那么意味着Heap中的ThreadLocal实例不在有强引用指向，只有弱引用存在，因此GC是可以回收这部分空间的，也就是key是可以回收的。但是value却存在一条从Current Thread过来的强引用链。因此只有当Current Thread销毁时，value才能得到释放。

因此，只要这个线程对象被gc回收，就不会出现内存泄露，但在threadLocal设为null和线程结束这段时间内不会被回收的，就发生了我们认为的内存泄露。最要命的是线程对象不被回收的情况，比如使用线程池的时候，线程结束是不会销毁的，再次使用的，就可能出现内存泄露。

那么如何有效的避免呢？

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，那么是会对value置为null的。我们也可以通过调用ThreadLocal的remove方法进行释放！