【内存泄漏】测试ThreadLocal--gc后引发的threadLocalMap的key为null,但value不为null的情况

thewindkee

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分类专栏： Java 文章标签：内存泄漏

于 2019-12-27 10:14:31 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/thewindkee/article/details/103726942

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探讨了ThreadLocal在Java中如何工作，特别是在GC后的表现。解释了为何在GC后，ThreadLocalMap中的key可能变为null，而value仍然存在，并提供了代码示例来演示这一现象。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

效果

发生gc后，key为null，value不为null。
注意：这里立即释放了对threadLocal实例的强引用，帮助gc回收。查看弱引用的使用方法

在这里插入图片描述

原因

ThreadLocal#set后会将threadLocal实例本身作为key 放入 Thread.currentThread().threadLocalMap中，与threadlocal#set的value构成一对Entry。而Entry使用了threadLocal的实例作为 弱引用。因此当发生gc的时候，弱引用的key会被回收掉，而作为强引用的value还存在。

作为key的弱引用的ThreadLocal
在这里插入图片描述
这里借用网图帮助理解

题外话

如果没有失去对ThreadLocal本身的强引用，那么不会回收threadLocal。（注释中有标注helpGC的地方)
而我们平时代码中，常常使用static final修饰threadLocal保留一个全局的threadLocal方便传递其他value（threadLocal一直被强引用），作为key的threadLocal就不会被回收，更不会导致key为null。

public static final ThreadLocal<Object> THREAD_LOCAL =  new ThreadLocal<>();

使用ThreadLocal关键之处还是在于：使用完毕要记得remove。特别是在线程池中使用的时候。（否则会等到下一次set的时候才替换掉value–>set的key为同一个threadLocal对象，所以是替换）

代码

threadLocal被强引用引用，无法被回收
在这里插入图片描述

/**
 * 测试ThreadLocal 在gc后引发的threadLocalMap的key为null,但value不为null的情况
 * @Author thewindkee
 * @Date 2019/12/27 9:28
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InterruptedException {
        Thread t = new Thread(()->test("abc",false));
        t.start();
        t.join();
        System.out.println("--gc后--");
        Thread t2 = new Thread(() -> test("def", true));
        t2.start();
        t2.join();
    }

    private static void test(String s,boolean isGC)  {
        try {
            ThreadLocal<Object> threadLocal = new ThreadLocal<>();
            threadLocal.set(s);
            threadLocal = null;//失去对threadLocal的强引用 ,help gc
            if (isGC) {
                System.gc();
            }
            Thread t = Thread.currentThread();
            Class<? extends Thread> clz = t.getClass();
            Field field = clz.getDeclaredField("threadLocals");
            field.setAccessible(true);
            Object threadLocalMap = field.get(t);
            Class<?> tlmClass = threadLocalMap.getClass();
            Field tableField = tlmClass.getDeclaredField("table");
            tableField.setAccessible(true);
            Object[] arr = (Object[]) tableField.get(threadLocalMap);
            for (Object o : arr) {
                if (o != null) {
                    Class<?> entryClass = o.getClass();
                    Field valueField = entryClass.getDeclaredField("value");
                    Field referenceField = entryClass.getSuperclass().getSuperclass().getDeclaredField("referent");
                    valueField.setAccessible(true);
                    referenceField.setAccessible(true);
                    System.out.println(String.format("弱引用key:%s,值:%s", referenceField.get(o), valueField.get(o)));
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

本文首次发布于2019年12月27日