反驳:Threadlocal存在内存泄露

最近看到网上的一篇文章,分析说明ThreadLocal是如何内存泄露的. 但我不这么认为. ThreadLocal设计的很好,根本不存在内存泄露问题. 本文就结合图和代码的例子来验证我的看法.

网上的代码例子普遍是这样子的:

01 public class Test {
02     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
03         ThreadLocal tl = new MyThreadLocal();
04         tl.set(new My50MB());
05
06         tl=null;
07
08         System.out.println("Full GC");
09         System.gc();
10     }
11
12     public static class MyThreadLocal extends ThreadLocal {
13         private byte[] a = new byte[1024*1024*1];
14
15         @Override
16         public void finalize() {
17             System.out.println("My threadlocal 1 MB finalized.");
18         }
19     }
20
21     public static class My50MB {
22         private byte[] a = new byte[1024*1024*50];
23
24         @Override
25         public void finalize() {
26             System.out.println("My 50 MB finalized.");
27         }
28     }
29
30 }

结果自然打印 

Full GC
My threadlocal 1 MB finalized.

Thread.sleep 1秒是为了给GC一个反应的时间. GC优先级低,即使调用了system.gc也不能立刻执行.所以sleep 1秒.

很多人就开始分析了: threadlocal里面使用了一个存在弱引用的map,当释放掉threadlocal的强引用以后,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. 最好的做法是将调用threadlocal的remove方法.

说的也比较正确,当value不再使用的时候,调用remove的确是很好的做法.但内存泄露一说却不正确. 这是threadlocal的设计的不得已而为之的问题. 

首先,让我们看看在threadlocal的生命周期中,都存在哪些引用吧. 看下图: 实线代表强引用,虚线代表弱引用.

每个thread中都存在一个map, map的类型是ThreadLocal.ThreadLocalMap. Map中的key为一个threadlocal实例. 这个Map的确使用了弱引用,不过弱引用只是针对key. 每个key都弱引用指向threadlocal. 像上面code中的例子,当把threadlocal实例tl置为null以后,没有任何强引用指向threadlocal实例,所以threadlocal将会被gc回收. 但是,我们的value却不能回收,因为存在一条从current thread连接过来的强引用. 只有当前thread结束以后, current thread就不会存在栈中,强引用断开, Current Thread, Map, value将全部被GC回收.

从中可以看出,弱引用只存在于key上,所以key会被回收. 而value还存在着强引用.只有thead退出以后,value的强引用链条才会断掉. 看下面改进后的例子.

01 public class Test2 {
02
03     /**
04      * @param args
05      * @throws InterruptedException
06      */
07     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
08         new Thread(new Runnable() {
09
10             @Override
11             public void run() {
12                 ThreadLocal tl = new MyThreadLocal();
13                 tl.set(new My50MB());
14
15                 tl=null;
16
17                 System.out.println("Full GC");
18                 System.gc();
19
20             }
21
22         }).start();
23
24
25         System.gc();
26         Thread.sleep(1000);
27         System.gc();
28         Thread.sleep(1000);
29         System.gc();
30         Thread.sleep(1000);
31
32     }
33
34 }

这一次的打印将输出: 

Full GC
My threadlocal 1 MB finalized.
My 50 MB finalized.

我们可以看到,所有的都回收了.为什么要多次调用system.gc()? 这和finalize方法的策略有关系. finalize是一个特别低优先级的线程,当执行gc时,如果一个对象需要被回收,先执行它的finalize方法.这意味着,本次gc可能无法真正回收这个具有finalize方法的对象.留待下次回收. 这里多次调用system.gc正是为了给finalize留些时间.

从上面的例子可以看出,当线程退出以后,我们的value被回收了. 这是正确的.这说明内存并没有泄露. 栈中还存在着对value的强引用路线.只是由于thread没有提供public接口,无法访问此value,但我们可以使用反射拿到这个value.

这也是不得已而为之的设计吧. 总之,如果不想依赖线程的生命周期,那就调用remove方法来释放value的内存吧. 让我们好好思考一下,有什么办法可以在tl=null的时候,也释放value呢?