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ThreadLoca在并發(fā)場景中，應(yīng)用非常多。前幾天有位小伙伴問我一個問題，說ThreadLocal是不是真的會造成內(nèi)存泄漏?今天給大家做一個分享。
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1、ThreadLocal的基本原理
考慮到很多小伙伴可能還不太了解ThreadLocal，我先簡單介紹一下ThreadLocal。在多線程并發(fā)訪問同一個共享變量的情況下，如果不做同步控制的話，就可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致的問題，所以，我們需要使用synchronized加鎖來解決。
而ThreadLocal換了一個思路來處理多線程的情況。
ThreadLocal本身并不存儲數(shù)據(jù)，它使用了線程中的threadLocals屬性，threadLocals的類型就是在ThreadLocal中的定義的ThreadLocalMap對象，當(dāng)調(diào)用ThreadLocal的set(T value)方法時，ThreadLocal將自身的引用也就是this作為Key，然后，把用戶傳入的值作為Value存儲到線程的ThreadLocalMap中，這就相當(dāng)于每個線程的讀寫操作都是基于線程自身的一個私有副本，線程之間的數(shù)據(jù)是相互隔離的，互不影響。
這樣一來基于ThreadLocal的操作也就不存在線程安全問題了。它相當(dāng)于采用了用空間來換時間的思路，從而提高程序的執(zhí)行效率。
2、四種對象引用
在ThreadLocalMap內(nèi)部，維護(hù)了一個Entry數(shù)組table的屬性，用來存儲鍵值對的映射關(guān)系，來看這樣一段代碼片段：
static class ThreadLocalMap {
...
private Entry[] table;
static class Entry implements WeakReference> {
Object value;
Entry(ThreadLocal k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
...
} Entry將ThreadLocal作為Key，值作為Value保存，它繼承自WeakReference，注意構(gòu)造函數(shù)里的第一行代碼super(k)，這意味著ThreadLocal對象是一個「弱引用」。有的小伙伴可能對「弱引用」不太熟悉，這里再介紹一下Java的四種引用關(guān)系。
在JDK1.2之后，Java對引用的概念做了一些擴(kuò)充，將引用分為“強(qiáng)”、“軟”、“弱”、“虛”四種，由強(qiáng)到弱依次為：
強(qiáng)引用：指代碼中普遍存在的賦值行為，如：Object o = new Object()，只要強(qiáng)引用關(guān)系還在，對象就永遠(yuǎn)不會被回收。
軟引用：還有用處，但不是必須存活的對象，JVM會在內(nèi)存溢出前對其進(jìn)行回收，例如：緩存。
弱引用：非必須存活的對象，引用關(guān)系比軟引用還弱，不管內(nèi)存是否夠用，下次GC一定回收。
虛引用：也稱“幽靈引用”、“幻影引用”，最弱的引用關(guān)系，完全不影響對象的回收，等同于沒有引用，虛引用的唯一的目的是對象被回收時會收到一個系統(tǒng)通知。
這個描述還是比較官方的，簡單總結(jié)一下，大家應(yīng)該都追過劇，強(qiáng)引用就好比是男主角，怎么都死不了。軟引用就像女主角，雖有一段經(jīng)歷，還是沒走到最后。弱引用就是男二號，注定用來犧牲的。虛引用就是路人甲了。
3、造成內(nèi)存泄漏的原因
內(nèi)存泄漏和ThreadLocalMap中定義的Entry類有非常大的關(guān)系。
這個動畫完整地展示了ThreadLocal中對象引用的關(guān)系，需要這張高清圖的小伙伴可以在評論區(qū)留言。
由于ThreadLocal對象是弱引用，如果外部沒有強(qiáng)引用指向它，它就會被GC回收，導(dǎo)致Entry的Key為空(null)，如果這時Value外部也沒有強(qiáng)引用指向它，那么Value就永遠(yuǎn)也訪問不到了，按理也應(yīng)該被GC回收，但是由于Entry對象還在強(qiáng)引用Value，導(dǎo)致Value無法被回收，這時「內(nèi)存泄漏」就發(fā)生了，Value成了一個永遠(yuǎn)也無法被訪問，但是又無法被回收的對象。
Entry對象屬于ThreadLocalMap，ThreadLocalMap又屬于Thread，如果線程本身的生命周期很短，短時間內(nèi)就會被銷毀，那么「內(nèi)存泄漏」立刻就會得到解決，只要線程被銷毀，Value也會隨之被回收。
問題是，線程本身是非常珍貴的計算機(jī)資源，很少會去頻繁的創(chuàng)建和銷毀，一般都是通過線程池來使用，這就將線程的生命周期大大拉長，「內(nèi)存泄漏」的影響也會越來越大。
最后，一句話總結(jié)一下。
threadLocals對象中的Entry對象不再使用后，如果沒有及時清除Entry對象 ，而程序自身也無法通過垃圾回收機(jī)制自動清除，就可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
4、如何避免內(nèi)存泄漏?
不要聽到「內(nèi)存泄漏」就不敢使用ThreadLocal,只要規(guī)范化使用是不會有問題的。我給大家支幾個招：
- 每次使用完ThreadLocal都記得調(diào)用remove()方法清除數(shù)據(jù)。
- 將ThreadLocal變量盡可能地定義成static final，避免頻繁創(chuàng)建ThreadLocal實例。這樣也就保證程序一直存在ThreadLocal的強(qiáng)引用，也能保證任何時候都能通過ThreadLocal的弱引用訪問到Entry的Value值，進(jìn)而清除掉。
當(dāng)然，就是使用不規(guī)范，ThreadLocal內(nèi)部也做了一些優(yōu)化，比如：
- 調(diào)用set()方法時，ThreadLocal會進(jìn)行采樣清理、全量清理，擴(kuò)容時還會繼續(xù)檢查。
- 調(diào)用get()方法時，如果沒有直接命中或者向后環(huán)形查找時也會進(jìn)行清理。
- 調(diào)用remove()時，除了清理當(dāng)前Entry，還會向后繼續(xù)清理。
分享題目：ThreadLocal真的會造成內(nèi)存泄漏嗎？
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