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ThreadLocal内存泄漏强引用vs弱引用

ThreadLocal常常被我们用来做共享变量的线程间隔离访问，它的内存泄漏问题是我们老生常谈的问题了，今天来记录一下对它的深入学习。

ThreadLocalMap

每个线程都有一个ThreadLocalMap类型的变量，我们可以把它看作一个Map。像所有Map结构一样，其中有一个静态内部类Entry来记录着每一组映射关系。我们在线程中使用new ThreadLocal（）去创建一个Threadlocal对象，然后调用这个对象的set方法去设置值的时候，其实就对应着在这个线程的ThreadLocalMap中增加一个Entry，其中key是我们新建的ThreadLocal对象，value就是我们设置的值。

不同与常规Map结构的是，ThreadLocalMap中对key和value的引用不全是强引用，对key的引用是弱引用。

强引用vs弱引用

Java中一个有四种引用类型，强引用、弱引用、软引用、虚引用。这里讨论一下强引用和弱引用，软引用和虚引用并不在讨论范围之内。

强引用

强引用就是我们平常见的最多的一种引用，使用new关键字创建出来的引用，强引用的对象只要引用还在就不会被GC回收。

弱引用

弱引用（WeakReference）是只要GC发生时，这个引用就会被回收的一种引用，用来释放内存。

内存泄漏

在学习ThreadLocal的时候，教程中总是会有一句使用完后一定要进行remove操作，这样可以避免内存泄露问题，但是具体是为什么呢？为什么不调用remove方法时就会内存泄露呢？key会内存泄露嘛？

key和value的内存泄漏

public class UserHolder {
    private static final ThreadLocal<UserDTO> tl = new ThreadLocal<>();

    public static void saveUser(UserDTO user){
        tl.set(user);
    }

    public static UserDTO getUser(){
        return tl.get();
    }

    public static void removeUser(){
        tl.remove();
    }
}

先看上面的代码，我们把tl引用的ThreadLocal对象的地址看作是0x123,user引用的UserDTO对象的地址看作是0x456。

每当一个线程使用saveUser方法时，都会在自己线程的ThreadLocalMap中新增一个Entry(key,value)，key引用0x123，value引用着0x456。其中Entry对key的引用是弱引用，对value的引用是强引用。但是由于tl是UserHolder类的静态变量，只要这个类不被卸载，那么tl一直持有着对0x123的强引用。所以这里，user由于是被Entry持有着强引用而不会被GC，tl是本身也是强引用也不会被GC，当我们最后不使用remove方法将Entry对象置为null的话，那么这个Entry对象就会一直在内存中存在着，就会造成内存泄露问题。

为什么key是弱引用

public class UserHolder {
    public static void doSomething(UserDTO user){
         private ThreadLocal<UserDTO> tl = new ThreadLocal<>();
        tl.set(user); 
    }
}

考虑上面的情景，一个线程来使用某个方法，只在这个方法中用到了ThreadLocal变量来进行线程隔离，但是使用完了这个方法之后出了这个方法，那么tl对0x123的强引用就没了，但是我们忘记了对使用remove方法，此时弱引用的好处就出来了，下一次gc发生时，由于ThreadLocalMap对0x123的引用是弱引用就会被回收，那么这个线程中的ThreadLocalMap就会有一个Entry(null,value)的结构，下次在ThreadLocalMap内部的set，get和扩容时都会清理掉泄漏的Entry。

为什么value不设置成弱引用

首先gc的时机我们是不好把握的，如果把value设置成弱引用的话，只要value对象的强引用没了，那么value就随时会丢失。我们通过key就找不到这个value了，这就会产生问题。而key设置成弱引用我们不会有这个担心的原因是，ThreadLocalMap的主要目的就是通过key来找value，我们默认key在能get到value，如果key不在就证明这个Entry失效了。

为什么要避免内存泄漏

一个线程的生命周期结束后，那么这个线程栈也会被销毁，即使这个线程中发生了内存泄漏我们应该也不必太过担心啊？那么为什么开发中我们那么关心这个内存泄漏问题呢？

原因是因为开发中我们基本都会使用线程池来管理线程，所以用完了一个线程，这个线程往往不会被销毁，而是放回到线程池中，如果我们不管这个线程的内存泄漏问题的话，每次使用之后这个线程栈可用内存都会减少，最终可能会导致后面的请求使用的时候出现OOM问题。

ThreadLocal内存泄漏强引用vs弱引用