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ThreadLocal 内存泄漏问题

news 2025/9/13 22:30:06

1. 认识ThreadLocal

java中提高了threadlocal，为每个线程保存其独有的变量，threadlocal使用的一个小例子是：

public class ThreadLocalTest {public static void main(String[] args) {ThreadLocal<String> threadIds = new ThreadLocal<>();ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);for (int i = 0; i < 10; i++) {fixedThreadPool.execute(() -> {threadIds.set("" + Thread.currentThread().getId());System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", id:" + threadIds.get());});}}
}

输出结果：

Thread-0, id:12
Thread-3, id:15
Thread-2, id:14
Thread-5, id:17
Thread-1, id:13
Thread-6, id:18
Thread-4, id:16
Thread-7, id:19
Thread-9, id:21
Thread-8, id:20

可以看出，每个线程内部都保存了一个不同的threadId。

2. ThreadLocal实现原理

每个线程（Thread类的实例）都具有一个叫做threadLocalMap的变量，其是一个map类型的结构，其中每个key指向一个threadLocal实例，value存储当前线程在这个threadLocal中存储的值。举例来说，在上面的程序中我们创建了10个线程，每个线程内部的threadLocalMap都具有一个entry<threadIds, v>。因此，每个线程记录、更改threadLocal中的值实际上就是在自己的threadLocalMap中找到对应的entry，然后更新entry里面的值，从而实现线程隔离。

3. ThreadLocalMap中的key是软引用

我们知道，ThreadLocalMap中的key是对ThreadLocal的引用，那为什么搞成软引用呢，我的理解是这样的。
在这里插入图片描述
图片来自于zhihu java喵
看上图，实线代表强引用，虚线代表弱引用。
我们结合上面的代码来理解一下：
首先，我们需要知道线程的寿命是很长的，我们在线程池中创建的线程之后可能还会去运行其他的runnable对象，因此需要动态地清理其threadLocalMap中无用的entry。

当main方法被执行时，main方法被压入虚拟机栈，创建了10个线程，假设线程还没终止，那么此时threadIds对象具有1个强引用（来自于main线程的ThreadLocal threadIds = new ThreadLocal<>();这句）和10个弱引用（来自于10个线程的threadLocalMap中的key）。
当main方法运行之后，main方法被弹出栈，此时threadIds对象只具有10个弱引用（来自于10个线程的threadLocalMap中的key）。
java gc线程发现threadIds对象只有弱引用，那么在gc时就会回收这个对象，之后每个线程的threadLocalMap中这个entry的key就变成了null。（此时entry是<null, v>）。
由于此时这条entry已经无用的，但是v还指向其引用的对象，那么v就无法被回收，造成了内存泄漏。
我刚看到这个问题时，想着解决办法也很简单，线程发现key是null之后，将v也置为null，等着gc回收v不久好了吗，实际上也确实可以这么做。

Q：为什么ThreadLocalMap的key是弱引用？
A：结合上面的流程就很简单了，如果key是弱引用，那么main方法都运行完了，threadIds都已经无用了，此时还有十个强引用指向它，这让gc怎么回收呢？

4. 内存泄漏解决方法

使用完threadLocal对象之后，调用remove方法，将其从线程的threadLocalMap中清理出去：

public class ThreadLocalTest {public static void main(String[] args) {ThreadLocal<String> threadIds = new ThreadLocal<>();ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);for (int i = 0; i < 10; i++) {fixedThreadPool.execute(() -> {threadIds.set("" + Thread.currentThread().getId());System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", id:" + threadIds.get());// removethreadIds.remove();});}}
}