ThreadLocal以及内存泄露原理的源码解析

1. 什么是 Reference？

Reference 是 Java 中处理引用类型的基类（在 java.lang.ref 包中）。它有四个直接子类，代表四种引用强度：

• 强引用 (Strong Reference)：普通的对象引用（Object obj = new Object()），只要存在强引用，对象就不会被 GC 回收

• 软引用 (SoftReference)：内存不足时会被 GC 回收

• 弱引用 (WeakReference)：只要发生 GC，就会被回收（即使内存充足）

• 虚引用 (PhantomReference)：用于对象回收跟踪

2.关于ThreadLocal的源码解析：

1.源码的五步解析：

图看不清楚的访问这里：图片

首先最重要的就是弱引用什么时候被回收？，以及他的字段reference：

当发生 GC 时，如果某个对象 只 被 WeakReference 引用（没有强引用指向它），那么：

1. 这个对象的referent 字段会被自动设为 null

2. 被引用的对象会被回收

2.注意：这里的魔法

1. 当 Entry 调用 super(k) 时：

   • 它调用了父类 WeakReference 的构造函数

   • k (ThreadLocal 对象) 被存入继承自 Reference 的 referent 字段

2. 这个 referent 就是 Key 的存储位置！

   • 虽然 Entry 类没有显式声明 key 字段，但通过继承，它拥有了 referent 字段（来自 WeakReference → Reference)

   • 这个字段就是用来存储 Key (ThreadLocal 对象)的

3.魔法的实现原理----JVM

1. WeakReference 类的魔法在 JVM 层面实现：

   • 当 JVM 进行垃圾回收时，会特殊处理 WeakReference 及其子类的 referent 字段

   • 这个字段的值会被垃圾回收器特殊标记为弱引用

   • 这不是普通的 Java 继承特性，而是 JVM 对 Reference 类族的特殊处理

4.大概这么说：

首先要了解弱引用的法则：当发生 GC 时，如果某个对象 只 被 WeakReference 引用（没有强引用指向它），那么：这个对象的referent 字段会被自动设为 null，被引用的对象会被回收。

然后这个Entry继承了WeakReference ，并且ThreadLocal是被Reference的字段Referent引用着，因此被JVM标记为弱引用。。。当强引用消失后ThreadLocal引用的对象就会被回收。

我们的Thread对象最终被referent引用着

5.总结：

- `Entry`的key是通过继承自`WeakReference`的`referent`字段来存储的，并且是弱引用。

- `Entry`的value是通过自己的`value`字段存储，是强引用。

这样设计的主要目的是为了避免内存泄漏：当`ThreadLocal`对象（key）不再被其他地方强引用时，垃圾收集器可以回收这个key，这样`Entry`中的`referent`字段就会变成`null`。

虽然此时`Entry`和`value`还存在（因为`value`是强引用），但`ThreadLocalMap`在后续操作（如get、set、remove）时会自动清理这些key为null的`Entry`，从而避免value的内存泄漏。

最后:

1. 强引用 Value： Entry 对 Value 持有强引用，确保只要 Entry 还在 Map 中，Value 就不会被 GC 回收。这是业务逻辑需要的。
2. ThreadLocalMap 的设计包含了清理机制： 在调用 ThreadLocal 的 get(), set(), remove() 方法时，Map 会主动去扫描那些 Entry.get() == null (即 Key 已被回收) 的 Entry，并将这些 Entry 以及它们对应的强引用 Value 清除掉 (value = null)，然后移除这些 Entry。所以我们一般都要显示的调用remove方法。