说到内存溢出，我相信各位都知道是什么，但是说到内存泄露，而且还是 ThreadLocal ,阿粉就得来说一下这个了，毕竟如果面试的时候被问到 ThreadLocal 的内存泄露，是不是有可能不太了解了呢，今天阿粉来说一下这个 ThreadLocal 的内存泄露的原因，以及如何从开发中去避免这个问题。

什么是内存泄露

说到内存泄露，阿粉就得说一下，这个可能对于初中级的程序员来说，还是比较陌生的，为什么这么说，是因为，JVM 有自己的内存回收机制，所以对于初中级的程序员来说，很少有接触到这个的，而内存泄露的意思呢，就是为程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。

我们也都知道，我们有时候在定义变量的时候，就应该明白，他需要一段内存空间来存储这个数据信息，而这段内存如果一直不被释放，那么就会导致，内存被占用光，而被占用的这个对象，一直不能被回收掉，这就是内存泄漏。

在说 ThreadLocal 的内存泄露之前，我们先说说 ThreadLocal 的实现原理，然后我们再分析，他是泄露的原因是什么？

private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) {
            Entry[] parentTable = parentMap.table;
            int len = parentTable.length;
            setThreshold(len);
            table = new Entry[len];

            for (int j = 0; j < len; j++) {
                Entry e = parentTable[j];
                if (e != null) {
                    @SuppressWarnings("unchecked")
                    ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get();
                    if (key != null) {
                        Object value = key.childValue(e.value);
                        Entry c = new Entry(key, value);
                        int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1);
                        while (table[h] != null)
                            h = nextIndex(h, len);
                        table[h] = c;
                        size++;
                    }
                }
            }
        }

每一个 ThreadLocal 维护一个 ThreadLocalMap，key为使用 弱引用 的 ThreadLocal 实例，value为线程变量的副本。

那么什么又是弱引用呢？

引用的话，其实分为了两类，既然有弱引用，那么必然的，就会有强引用，所以我们得区分开这个强引用和弱引用。

强引用

使用最普遍的引用，一个对象具有强引用，不会被垃圾回收器回收。当内存空间不足，Java虚 拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不回收这种对象。

如果想取消强引用和某个对象之间的关联，可以显式地将引用赋值为null，这样可以使JVM在合适的时 间就会回收该对象。

弱引用

JVM进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。在 java 中，用 java.lang.ref.WeakReference 类来表示。可以在缓存中使用弱引用。

上面阿粉也说了，每一个 ThreadLocal 维护一个 ThreadLocalMap，key为使用 弱引用 的 ThreadLocal 实例，value为线程变量的副本。而他们之间的引用关系如下图：

在这个图中

• 实线表示-强引用
• 虚线表示-弱引用

从图中，我们就能分析出这个 ThreadLocal 是怎么出现内存泄露的了，我们从图中能够看到，ThreadLocalMap 使用 ThreadLocal 的弱引用作为key，如果一个ThreadLocal不存在外部强引用时，Key(ThreadLocal)势必会被GC回收，这样就会导致 ThreadLocalMap 中 key 为null， 而 value 还存在着强引用，只有 Thead 线程退出以后, value 的强引用链条才会断掉。

但如果当前线程再迟迟不结束的话，这些key为null的Entry的value就会一直存在一条强引用链：

Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value

这个时候，永远无法回收，就会造成 ThreadLocal 出现内存泄露的问题了。

这个时候就有读者会问，为什么 ThreaLocalMap 使用 ThreadLocal 的弱引用，而不去使用强引用，使用强引用的话，是不是就不会出现这个内存泄露的问题了呢？

其实这完全不是一回事，因为如果这时候 ThreaLocalMap 的 key 为强引用回收 ThreadLocal 时，因为 ThreadLocalMap 还持有 ThreadLocal 的强引用，如果没有手动删除，ThreadLocal 不会被回收，导致Entry内存泄漏。

这是使用强引用的时候，那么使用弱引用的时候是什么样的呢？

当 ThreadLocalMap 的 key 为弱引用回收 ThreadLocal 时，由于 ThreadLocalMap 持有 ThreadLocal 的弱引用，即使没有手动删除，ThreadLocal 也会被回收。当key为null，在下一次ThreadLocalMap调用set(),get()，remove()方法的时候会被清除value值。

所以这么看下来，反而使用弱引用，却是更好地为什么呢？

因为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。

因此，ThreadLocal内存泄漏的根本原因是：由于 ThreadLocalMap 的生命周期跟 Thread 一样长，如果没有手动删除对应key就会导致内存泄漏，而不是因为弱引用。

那么我们继续来看看这个 ThreadLocal 中维护的 ThreadLocalMap 的源码分析

static class ThreadLocalMap {
    //hreadLocalMap中数据是存储在Entry类型数组的table中的，Entry继承了WeakReference（弱引用）
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            Object value;
            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

**成员变量**
//初始容量 
private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;

//ThreadLocalMap数据真正存储在table中
private Entry[] table;

//ThreadLocalMap条数        
private int size = 0;

//达到这个大小，则扩容       
private int threshold;

构造函数

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
        //初始化table数组，INITIAL_CAPACITY默认值为16
        table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
        //key和16取得哈希值
        int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
        //创建节点，设置key-value
        table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
        size = 1;
        //设置扩容阈值
        setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

我们再来看看他的 remove 方法；

private void remove(ThreadLocal<?> key) {
        Entry[] tab = table;
        int len = tab.length;
        int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
        //如果threadLocalHashCode计算出的下标找到的key和传入key不同，则证明出现哈希冲突，则循环向下查找
        for (Entry e = tab[i];
             e != null;
             e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
            //如果key相同
            if (e.get() == key) {
                //删除当前Entry
                e.clear();
                //清理
                expungeStaleEntry(i);
                return;
            }
        }
    }

ThreadLocal 中的 ThreadLocalMap 里面还有 set 和 getEntry 方法，还有很多，阿粉就不多介绍了。

那么我们应该如何合理的使用 ThreadLocal 才能保证内存不泄露呢？

• 每次使用完ThreadLocal都调用它的remove()方法清除数据
• 将ThreadLocal变量定义成private static，这样就一直存在ThreadLocal的强引用，也就能保证任何时候都能通过ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值，进而清除掉 。

原文 https://www.51cto.com/article/717119.html