ThreadLocal内存泄漏问题和解决方法

一、问题分析

测试用例

	Thread thread = Thread.currentThread();
    ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<>();
    tl.set(1);
    System.gc(); // 手动提醒下gc
    Thread.sleep(100); // 让gc先执行
    System.out.println(111);
    tl = null; // 断开ThreadLocal引用
    System.gc();
    Thread.sleep(100);
    System.out.println(111); // 断点打这里
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可以看到线程中的threadLocals还持有这个ThreadLocalMap的引用，其中Entry中value还是有值的为1，但是referent为null，表示已经被GC
这里可以看Entry的实现

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

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

public abstract class Reference<T> {

	private T referent;         /* Treated specially by GC */

	Reference(T referent) {
        this(referent, null);
    }

    Reference(T referent, ReferenceQueue<? super T> queue) {
        this.referent = referent;
        this.queue = (queue == null) ? ReferenceQueue.NULL : queue;
    }
}
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简单来说：ThreadLocalMap还持有Entry对象的引用，所以Entry对象并不会被释放。而由于key是WeakReference中的referent，对于Entry->referent这个关联引用会在gc的时候断开，所以可以看到上面的referent为null，但是ThreadLocalMap中还存在entry对象。所以这样value是会一直被引用的，可能会导致内存溢出的问题存在。

二、如何避免

我们可以使用 remove来避免这种情况

	Thread thread = Thread.currentThread();
    ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<>();
    tl.set(1);
    System.gc(); // 手动提醒下gc
    Thread.sleep(100); // 让gc先执行
    System.out.println(111);
    tl.remove(); // 调用remove
    tl = null; // 断开ThreadLocal引用
    System.gc();
    Thread.sleep(100);
    System.out.println(111); // 断点打这里
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这里table里面只有3个了，说明已经被回收了。

ThreadLocal.remove()方法其实就是获取当前线程的threadLocals（ThreadLocalMap）并调用其remove()方法
ps: 可以对照set方法看看实现，这里解决hash冲突的话不是和HashMap一样用拉链法，而是去找下一个没有设置值得结点

private void remove(ThreadLocal<?> key) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
    for (Entry e = tab[i];
         e != null;
         e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
        if (e.get() == key) { // 找到对应的ThreadLocal
            e.clear(); // this.referent = null; 断开引用
            expungeStaleEntry(i); 
            return;
        }
    }
}
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继续看 expungeStaleEntry 的实现

private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;

    // 将Entry的value也就是ThrealLocal对应的值置为null
    // 断开tab是对应槽位和Entry的关联
    tab[staleSlot].value = null;
    tab[staleSlot] = null;
    size--;

    // 下面是rehash操作不是本次重点
    for (i = nextIndex(staleSlot, len);
         (e = tab[i]) != null;
         i = nextIndex(i, len)) {
        // ......
    }
    return i;
}
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