分析 ThreadLocal 內存泄漏問題
ThreadLocal
的作用是提供線程內的局部變量,這種變量在線程的生命周期內起作用,減少同一個線程內多個函數或者組件之間一些公共變量的傳遞的復雜度。但是如果濫用 ThreadLocal
,就可能會導致內存泄漏。下面,我們將圍繞三個方面來分析 ThreadLocal
內存泄漏的問題
ThreadLocal
實現原理ThreadLocal
為什麽會內存泄漏ThreadLocal
最佳實踐
ThreadLocal 實現原理
也就是說 ThreadLocal
本身並不存儲值,它只是作為一個 key
來讓線程從 ThreadLocalMap
獲取 value
。值得註意的是圖中的虛線,表示 ThreadLocalMap
是使用 ThreadLocal
的弱引用作為 Key
的,弱引用的對象在 GC 時會被回收。
ThreadLocal
為什麽會內存泄漏
ThreadLocalMap
使用ThreadLocal
的弱引用作為key
,如果一個ThreadLocal
沒有外部強引用來引用它,那麽系統 GC 的時候,這個ThreadLocal
勢必會被回收,這樣一來,ThreadLocalMap
key
為null
的Entry
,就沒有辦法訪問這些key
為null
的Entry
的value
,如果當前線程再遲遲不結束的話,這些key
為null
的Entry
的value
就會一直存在一條強引用鏈:Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value
永遠無法回收,造成內存泄漏。
其實,ThreadLocalMap
的設計中已經考慮到這種情況,也加上了一些防護措施:在ThreadLocal
的get()
,set()
,remove()
的時候都會清除線程ThreadLocalMap
裏所有key
為null
的value
。
但是這些被動的預防措施並不能保證不會內存泄漏:
- 使用
static
的ThreadLocal
,延長了ThreadLocal
的生命周期,可能導致的內存泄漏(參考ThreadLocal 內存泄露的實例分析)。 - 分配使用了
ThreadLocal
又不再調用get()
,set()
,remove()
方法,那麽就會導致內存泄漏。
為什麽使用弱引用
從表面上看內存泄漏的根源在於使用了弱引用。網上的文章大多著重分析ThreadLocal
使用了弱引用會導致內存泄漏,但是另一個問題也同樣值得思考:為什麽使用弱引用而不是強引用?
我們先來看看官方文檔的說法:
To help deal with very large and long-lived usages, the hash table entries use WeakReferences for keys.
為了應對非常大和長時間的用途,哈希表使用弱引用的 key。
下面我們分兩種情況討論:
- key 使用強引用:引用的
ThreadLocal
的對象被回收了,但是ThreadLocalMap
還持有ThreadLocal
的強引用,如果沒有手動刪除,ThreadLocal
不會被回收,導致Entry
內存泄漏。 - key 使用弱引用:引用的
ThreadLocal
的對象被回收了,由於ThreadLocalMap
持有ThreadLocal
的弱引用,即使沒有手動刪除,ThreadLocal
也會被回收。value
在下一次ThreadLocalMap
調用set
,get
,remove
的時候會被清除。
比較兩種情況,我們可以發現:由於ThreadLocalMap
的生命周期跟Thread
一樣長,如果都沒有手動刪除對應key
,都會導致內存泄漏,但是使用弱引用可以多一層保障:弱引用ThreadLocal
不會內存泄漏,對應的value
在下一次ThreadLocalMap
調用set
,get
,remove
的時候會被清除。
因此,ThreadLocal
內存泄漏的根源是:由於ThreadLocalMap
的生命周期跟Thread
一樣長,如果沒有手動刪除對應key
就會導致內存泄漏,而不是因為弱引用。
ThreadLocal 最佳實踐
綜合上面的分析,我們可以理解ThreadLocal
內存泄漏的前因後果,那麽怎麽避免內存泄漏呢?
- 每次使用完
ThreadLocal
,都調用它的remove()
方法,清除數據。
在使用線程池的情況下,沒有及時清理ThreadLocal
,不僅是內存泄漏的問題,更嚴重的是可能導致業務邏輯出現問題。所以,使用ThreadLocal
就跟加鎖完要解鎖一樣,用完就清理。
分析 ThreadLocal 內存泄漏問題