一文详解ThreadLocal 使用场景，源码分析，内存泄漏分析

ThreadLocal

使用场景:

场景1. ThreadLocal用作保存每个线程独享的对象，为每个线程都创建一个副本，修改时只是对自己副本的操作，确保线程安全。典型的需要使用的类就是 SimpleDateFormat。

场景2.ThreadLocal每个线程需要独立保存信息，以便提供其他方法更方便的获取。避免了参数的传递，类似与全局变量的概念。

Thread、ThreadLocal、ThreadLocalMap之间关系

我们先从ThreadLocal#set方法开始:

 	public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

首先我们可以发现根据这行代码 **map.set(this, value);**可以得出结论是ThreadLocalMap存放的Key是ThreadLocal，value是我们存放的值。

ThreadLocalMap的Entry table:

Key	value
ThreadLocal	value
ThreadLocal	value
ThreadLocal	value

那么ThreadLocal是如何创建的呢:

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

Thread存在一个变量threadLocals

    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

所以在ThreadLocal的set方法中如果第一次ThreadLocalMap不存在会创建ThreadLocalMap并且赋值给当前线程的Thread类的threadLocals变量。

综上所述:
所以每个线程都有与之对应的ThreadLocalMap，在ThreadLocal第一次使用set的时候被创建出来。每个ThreadLocalMap中存放了一个Entry的数组，其中Entry对象的Key为ThreadLocal ，value为所保存的值。

ThreadLocal内存泄漏分析

什么是内存泄漏？

当一个对象不再被使用但是却无法回收其占用的内存，我们称之为内存泄漏。

根据上面的分析我们画出了ThreadLocal的内存引用图。关于 Java中的四种引用类型

        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }

这里的Entry为啥是弱引用（WeakReference）？

如果不是弱引用当ThreadLocal为null 的时候依然存在一条引用：
Thread -> ThreadLocalMap -> Entry key -> ThreadLocal，这时候Key依然是无法被垃圾回收所回收掉的。当这个引用为弱引用ThreadLocal的内存就会被垃圾回收回收掉，所以Key才要设计成弱引用。

value泄漏：
虽然上面的解决了Key Threadlocal的泄漏问题，但是Entry中的存在（null，value）这种的数据，ThreadLocal 每次set.get的时候都会删除这样的entry对象。JDK同样也考虑到了这个问题，在执行ThreadLocal的set、remove、rehash等方法时，它都会扫描key为null的Entry，如果发现某个Entry的key为null，这样value就可以被回收了。

但是假设threadLocal已经不使用了 但是线程一直存活，这些方法没有被调用，那还是会泄漏。

如何避免：
调用 ThreadLocal 的 remove 方法

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