Java中ThreadLocal的强弱引用讲解

前言

刷八股的时候，ThreadLocal这个地方，觉得有点奇怪，key是弱引用，value是强引用，为什么这样设置呢？

基本原理

首先我们要了解ThreadLocal的实现原理，它的底层实际上是一个类似于hashmap的ThreadLocalMap，通过Thread.currentThread()获取到当前线程的对象后，将之作为key，将要设置的值作为value存储到这个ThreadLocalMap中，而在这过程中，key使用到了弱引用，value则是一个强引用。

key为什么是弱引用而不是强引用

这一点很好理解，ThreadlocalMap是和线程绑定在一起的，如果这样线程没有被销毁，而我们又已经不会在某个threadlocal引用，那么key-value的键值对就会一直在map中存在，这对于程序来说，就出现了内存泄漏。

为了解决这个内存泄漏的问题，需要将key设置为弱引用，那么在一次gc后，弱引用的对象就会被回收。因此key要设置为弱引用。

value为什么要设置为强引用

相信细心的小伙伴已经发现了，如果只是将key设置为弱引用而不将value设置为弱引用，那么value就不会内存泄漏吗？答案当然是会的。

那为什么不设置为弱引用呢？

设想一下这样一个场景，将key和value都设置为弱引用，我们知道key是当前线程的对象，我们在使用的时候，他肯定是有强引用的（比如代码中创建的ThreadLocal对象），那么如果在我们使用过程中如果发生了gc，那么key不会被回收，但是value却会被回收，这样如果后续我们还要get这个value，此时能get到吗？会get到一个null。这必然是我们不希望的。

这一点我们可以举个例子

import java.lang.ref.WeakReference;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Map<WeakReference<Integer>, WeakReference<Integer>> map = new HashMap<>(8);
        // 注意以下key和value的大小
        WeakReference<Integer> key = new WeakReference<>(1);
        WeakReference<Integer> value = new WeakReference<>(9999);
        map.put(key,value);
        System.out.println("put success");
        Thread.sleep(1000);
        System.gc();
        System.out.println("get " + map.get(key).get());
    }

}

你觉得上述代码的输出结果是什么？

你可能会回答，两个都是弱引用，一次gc后两个肯定都回收了，get到null？

答案确实是null，但是并不是都被回收了，不知道大家记不记得包装类型的缓存机制，int的包装类型会缓存0-127的引用，因此对于1来说，它的强引用一直存在，不会被回收，所以1的弱引用不会被回收，但是9999的被回收了，所以get到了null。

那大家想一下，把value换成8或者其他小于127的数字，上述代码会不会不一样。

相信大家已经有了答案。

通过这个例子，大家应该对上述ThreadLocal的原理的理解会更透彻。

这个例子来自博客被面试官问懵了，ThreadLocal的key为什么设置成弱引用？_threadlocal的key为什么弱引用-优快云博客

注意事项

那么value要是发生内存泄漏怎么办？ThreadLocal设计的时候已经考虑到了这一点，我们在调用set、get方法以及remove的时候，key为null的键值对会被清理，那么value也就不会内存泄漏了。因此在使用ThreadLocal的时候，记得最后一定要使用remove。

以上是个人见解，如有疏忽欢迎指出交流。