## 0 寫在前邊 今天以 “TheadLocal 為什麼會導致記憶體洩漏” 為題與朋友們討論了一波，引出了一些原理性的內容，本文就這個問題作答，並擴充套件相關的知識點 ## 1 ThreadLocal 和 ThreadLocalMap 是什麼？ 簡單來說，ThreadLocal 是一種操作與執行緒繫結的共享物件的工具，通過ThreadLocal可以將一些物件儲存線上程上，實現同線程不同方法之間的物件共享。 執行緒的上下文由 ThreadLocalMap 組成，它是 ThreadLocal 的靜態內部類，儲存著執行緒共享物件。 一般來說，我們無需顯式建立ThreadLocalMap，也無需為裝入ThreadLocalMap 物件設 key 值，因為在 set 方法執行時會建立 ThreadLocalMap，並將當前 ThreadLocal 物件作為 key，待儲存物件作為 value，儲存到 ThreadLocalMap。 值得一提的是，ThreadLocalMap 的 key 與 value 的型別是不同的，key 是弱引用型別的，value 是強引用型別的。 ## 2 Thread、ThreadLocal 與 ThreadLocalMap 之間的關係  **Thread 與 ThreadLocalMap** 首先 ThreadLocalMap 是與 Thread 進行繫結的，ThreadLocalMap 是執行緒上實際儲存共享物件的容器。 如下圖，`threadLocals` 就是預設的 ThreadLocalMap，預設為 `null`  繫結 ThreadLocalMap 到 Thread 的位置在 ThreadLocal 的 `createMap` 方法中，`threadLocals` 引用指向 ThreadLocalMap。（這裡還包含了放置第一個物件的操作）  ThreadLocal 的 `getMap` 方法取的就是執行緒的 `threadLocals`  **ThreadLocal與ThreadLocalMap** ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 類的靜態內部類，ThreadLocal 是操作 ThreadLocalMap 的工具，還是 ThreadLocalMap 的 key 物件，在 ThreadLocal 作為 key 儲存前轉換成弱引用型別。 一般我們通過 ThreadLocal 的 set 方法進行儲存物件，在 `set` 方法內部獲取了當前執行緒的 ThreadLocalMap，呼叫 ThreadLocalMap 的 `set` 方法進行儲存物件。 使用 this 關健字將當前使用的 ThreadLocal 物件作為 key 存到 ThreadLocalMap 中，以減小 key 衝突的可能性。  ThreadLocalMap 中的 set 方法主要是建立一個 Entry 物件放進陣列中，Entry 繼承 WeakReference 類，將 Entry 的 key（也就是 ThreadLocal）轉成弱型別。  **一句話總結它們之間的關係** 每個 Thread 繫結 ThreadLocalMap 來儲存執行緒上下文共享物件，ThreadLocalMap 中的key（即，ThreadLocal）在同一執行緒中是唯一的。單執行緒情況下，每個 ThreadLocal 只對應一個值物件。 ## 3 ThreadLocal導致的記憶體洩漏的原因是什麼？ **導致記憶體洩漏的原因在於程式設計師未在使用完ThreadLocalMap中儲存的物件後清除這些物件。** ThreadLocalMap是維護在Thread內部的，意味著只要執行緒不退出，ThreadLocalMap中儲存的物件引用就會一直存在，由於垃圾回收器是依據可達性分析的，存在強引用的物件不會被回收，而ThreadLocalMap中儲存的物件都是強引用的。 假設當前執行緒處於一個死迴圈中（比如，Tomcat），隨著ThreadLocalMap儲存的物件越來越多，垃圾收集器無法回收強引用的物件，就會導致可用堆記憶體越來越小，出現記憶體洩漏，最終丟擲OOM。 ## 4 如何清理 ThreadLocalMap 儲存的物件？ **用完 ThreadLocal 儲存的物件後，只需呼叫 ThreadLocal 的 remove 方法，就會自動將 ThreadLocalMap 中的 K-V 對引用置空，垃圾收集器會在合適的時機內清除 K-V 物件釋放記憶體。** ThreadLocal 類 remove 方法，獲取當前執行緒上的 ThreadLocalMap 移除以此 ThreadLocal 為 key 的物件。通過呼叫 ThreadLocalMap 的 remove 方法實現。  ThreadLocalMap 的 remove 方法中，`e.clear()` 呼叫的是key物件繼承的 Reference 類的 `clear()`，對 key 引用置空，`expungeStaleEntry(i)` 對 value 引用置空。  ThreadLocalMap 的 `expungeStaleEntry` 方法，分別取出 ThreadLocalMap 中的 Entry 的 value 與 Entry 本身先後置空。  ## 5 為什麼ThreadLocalMap使用弱引用key? ThreadLocalMap 是與執行緒繫結的，執行緒不退出，強引用的key物件就不會被垃圾回收，當用戶妥善處理的無用K-V物件就會導致記憶體洩漏。利用弱引用可以及時被 GC 的特性，回收絕大多數key（除 static 域的全域性 key 外），以減緩記憶體洩漏。 實際上最需要回收的是value物件，弱引用key只是一種挽救措施。 ## 6 ThreadLocalMap 為什麼使用強引用 value，而不是弱引用？ 與 key 不同的是，key 僅作為索引，實際工作的是 value，value 需要共享。 當局部 value 物件所在的方法結束，棧楨被清空時，會將區域性 value 物件引用銷燬，垃圾收集器會清除沒有引用的物件。 如果此時設定成弱引用裝入 Map，value 物件會在某次 GC 時消亡，這肯定不是我們希望的。 我們希望的是value物件可以維持存活以共享，只有強引用可以達到目的。 ## 7 執行緒池會累積 ThreadLocalMap 的佔用的記憶體而出現記憶體洩漏嗎？ 解釋下問題，之前有講過，ThreadLocalMap 與 Thread 的生命週期是一致的，而執行緒池技術是複用執行緒的，如果之前的 ThreadLocalMap 已經開始記憶體洩漏，是否會出現累積已洩漏的記憶體？ 執行緒池不存在這個問題，雖然它複用了執行緒，但是清除了上一執行緒的所有資源。 ## 8 執行緒有一個ThreadLocalMap，ThreadLocal也只有一個值，為何還會記憶體洩漏？ 這是我自己思考時提出來的，能問出這個問題，只能說當時還沒完全理解ThreadLocal與ThreadLocalMap的對應關係。 原問題：一個執行緒有一個ThreadLocalMap（不考慮繼承ThreadLocal的那個實現），即然 ThreadLocal 作為 key 了，那麼ThreadLocalMap中是否只會有一個Entry，記憶體再洩露能洩露到哪裡去？（誤認為ThreadLocalMap與ThreadLocal繫結，只有一個，也只能裝一個Entry，這是錯誤的） 其實 ThreadLocal 我們可以建立很多個，ThreadLocalMap卻只有一個（不考慮繼承ThreadLocal的那個實現）,通過建立多個 ThreadLocal 來存取 ThreadLocalMap 中的物件。 虛擬碼舉例： ```java ThreadLocal aThreadLocal = new ThreadLocal(); ThreadLocal bThreadLocal = new ThreadLocal(); aThreadLocal.set(new A("a")); bThreadLocal.set(new B("b")); aThreadLocal.get(); bThreadLocal.get(); ``` 我在ThreadLocal的getMap(）打了斷點，當前執行緒中 ThreadLocalMap 中有兩個物件，可以看到referent中記錄了儲存物件的ThreadLocal物件的HashCode。這起碼證明了ThreadLocalMap不僅僅能裝一個物件  ## 9 【擴充套件】Java物件的引用型別 - 強引用：常見new的物件，只要還有強引用的物件，則不會被GC - 軟引用：比強引用弱，僅當JVM記憶體不足時才會清理，清理時機在OOM前 - 弱引用：只提供非強制的對映關係，會被JVM擇機清理 - 虛引用（幻象引用）：無法通過它訪問物件，只確保物件在finalize後執行某些操作 > 轉載請註明出處：【Hellxz】 https://www.cnblogs.com/hellxz/p/java-threadlo