【并发】ThreadLocal 为什么会内存泄露

ThreadLocal 引起内存泄漏的原因主要与 ThreadLocalMap 的实现方式有关。ThreadLocalMap 使用了弱引用来存储 ThreadLocal 对象，但是它的值是强引用。如果不正确地使用 ThreadLocal 或者忘记在适当的时候移除 ThreadLocal 值，可能会导致内存泄漏。

内存泄漏的原因

1. 弱引用和强引用的组合：

   • ThreadLocalMap 使用 WeakReference<ThreadLocal<?>> 来存储 ThreadLocal 键，这意味着当 ThreadLocal 实例没有其他强引用时，GC 可以回收它。
   • 但是，ThreadLocalMap 中的 Entry 结构同时保存了对 ThreadLocal 值的强引用，即使 ThreadLocal 本身被回收，值对象仍然存在于 ThreadLocalMap 中。

2. ThreadLocal 的生命周期：

   • 如果 ThreadLocal 实例在代码中没有显式的强引用，并且没有手动调用 remove() 方法，ThreadLocal 可能会被 GC 回收，而 ThreadLocalMap 中的 Entry 会变成一个 key 为 null 的条目，导致 value 不能被回收，从而引发内存泄漏。

示例

考虑以下示例代码，如果不调用 remove() 方法，可能会导致内存泄漏：

public class ThreadLocalLeakExample {
    private static ThreadLocal<byte[]> threadLocal = new ThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            // 分配一个大的数组，模拟消耗内存的对象
            threadLocal.set(new byte[1024 * 1024 * 10]); // 10MB

            // 这里不调用 threadLocal.remove() 或者 threadLocal.set(null)
        });

        thread.start();
        try {
            thread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 线程结束，但如果不移除，10MB 的内存不会被回收
    }
}

避免内存泄漏的方法

1. 显式调用 remove()：

   • 在使用 ThreadLocal 后，显式调用 remove() 方法，以清除当前线程的 ThreadLocal 值。

   threadLocal.remove();
   

2. 使用 try-finally 块：

   • 确保在每次使用完 ThreadLocal 后，都调用 remove() 方法。

   try {
       threadLocal.set(new byte[1024 * 1024 * 10]); // 10MB
       // 使用 threadLocal 的值
   } finally {
       threadLocal.remove();
   }
   

3. 线程池中的使用：

   • 在使用线程池时，特别要注意 ThreadLocal 的内存泄漏问题。因为线程池中的线程会被重用，可能导致 ThreadLocal 的值一直保留在线程中。
   • 在每个任务完成后，显式调用 remove() 以防止内存泄漏。

总结

内存泄漏主要发生在以下情况下：

• ThreadLocal 对象被 GC 回收，但是 ThreadLocalMap 中的 value 没有被清理。
• 尤其在使用线程池时，需要特别注意及时清理 ThreadLocal 值，以避免长期占用内存。

通过正确的使用方式和及时清理，可以有效避免由于 ThreadLocal 引起的内存泄漏。