內存泄漏的現象 執行 cn.enjoyedu.ch1.threadlocal 下的 ThreadLocalOOM,並將堆內存大小設 置爲-Xmx256m, 我們啓用一個線程池,大小固定爲 5 個線程
場景 1:首先任務中不執行任何有意義的代碼,當所有的任務提交執行完成 後,可以看見,我們這個應用的內存佔用基本上爲 25M 左右
場景 2:然後我們只簡單的在每個任務中 new 出一個數組,執行完成後我們 可以看見,內存佔用基本和場景 1 同
場景 3:當我們啓用了 ThreadLocal 以後:,執行完成後我們可以看見,內存佔用變爲了 100M 左右
場景 4:於是,我們加入一行代碼,再執行,看看內存情況:
可以看見,內存佔用基本和場景 1 同。 這就充分說明,場景 3,當我們啓用了 ThreadLocal 以後確實發生了內存泄 漏。
分析 :
根據我們前面對 ThreadLocal 的分析,我們可以知道每個 Thread 維護一個 ThreadLocalMap,這個映射表的 key 是 ThreadLocal 實例本身,value 是真正需 要存儲的 Object,也就是說 ThreadLocal 本身並不存儲值,它只是作爲一個 key 來讓線程從 ThreadLocalMap 獲取 value。仔細觀察 ThreadLocalMap,這個 map 是使用 ThreadLocal 的弱引用作爲 Key 的,弱引用的對象在 GC 時會被回收。因此使用了 ThreadLocal 後,引用鏈如下圖:
圖中的虛線表示弱引用。
這樣,當把 threadlocal 變量置爲 null 以後,沒有任何強引用指向 threadlocal 實例,所以 threadlocal 將會被 gc 回收。導致ThreadLocalMap 中就會出現 key 爲 null 的 Entry,就沒有辦法訪問這些 key 爲 null 的 Entry 的 value,如果當前 線程再遲遲不結束的話,這些 key 爲 null 的 Entry 的 value 就會一直存在一條強 引用鏈:Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value,而這塊 value 永 遠不會被訪問到了,所以存在着內存泄露。
只有當前 thread 結束以後,current thread 就不會存在棧中,強引用斷開, Current Thread、Map value 將全部被 GC 回收。最好的做法是不在需要使用 ThreadLocal 變量後,都調用它的 remove()方法,清除數據。
所以回到我們前面的實驗場景,場景 3 中,雖然線程池裏面的任務執行完畢 了,但是線程池裏面的 5 個線程會一直存在直到 JVM 退出,我們 set 了線程的 localVariable 變量後沒有調用 localVariable.remove()方法,導致線程池裏面的 5 個 線程的 threadLocals 變量裏面的 new LocalVariable()實例沒有被釋放。
其實考察 ThreadLocal 的實現,我們可以看見,無論是 get()、set()在某些時 候,調用了 expungeStaleEntry 方法用來清除 Entry 中 Key 爲 null 的 Value,但是 這是不及時的,也不是每次都會執行的,所以一些情況下還是會發生內存泄露。 只有 remove()方法中顯式調用了 expungeStaleEntry 方法。
從表面上看內存泄漏的根源在於使用了弱引用,但是另一個問題也同樣值得 思考:爲什麼使用弱引用而不是強引用?
下面我們分兩種情況討論:
key 使用強引用:對 ThreadLocal 對象實例的引用被置爲 null 了,但是 ThreadLocalMap 還持有這個 ThreadLocal 對象實例的強引用,如果沒有手動刪除, ThreadLocal 的對象實例不會被回收,導致 Entry 內存泄漏。
key 使用弱引用:對 ThreadLocal 對象實例的引用被被置爲 null 了,由於 ThreadLocalMap 持有 ThreadLocal 的弱引用,即使沒有手動刪除,ThreadLocal 的 對象實例也會被回收。value 在下一次 ThreadLocalMap 調用 set,get,remove 都 有機會被回收。
比較兩種情況
我們可以發現:由於 ThreadLocalMap 的生命週期跟 Thread 一樣長,如果都沒有手動刪除對應 key,都會導致內存泄漏,但是使用弱引用可 以多一層保障。
因此,ThreadLocal 內存泄漏的根源是:由於 ThreadLocalMap 的生命週期跟 Thread 一樣長,如果沒有手動刪除對應 key 就會導致內存泄漏,而不是因爲弱引 用。
總結:
JVM 利用設置 ThreadLocalMap 的 Key 爲弱引用,來避免內存泄露。
JVM 利用調用 remove、get、set 方法的時候,回收弱引用。
當 ThreadLocal 存儲很多 Key 爲 null 的 Entry 的時候,而不再去調用 remove、 get、set 方法,那麼將導致內存泄漏。
使用線程池+ ThreadLocal 時要小心,因爲這種情況下,線程是一直在不斷的 重複運行的,從而也就造成了 value 可能造成累積的情況。