深入分析 ThreadLocal 記憶體洩漏問題

2021-09-12 18:05:56 字數 2109 閱讀 7411

threadlocal 實現原理

threadlocal為什麼會記憶體洩漏

threadlocal 最佳實踐

threadlocal 實現原理

threadlocal的實現是這樣的:每個thread 維護乙個 threadlocalmap 對映表,這個對映表的 key 是 threadlocal 例項本身,value 是真正需要儲存的 object。

也就是說 threadlocal 本身並不儲存值,它只是作為乙個 key 來讓執行緒從 threadlocalmap 獲取 value。值得注意的是圖中的虛線,表示 threadlocalmap 是使用 threadlocal 的弱引用作為 key 的,弱引用的物件在 gc 時會被**。

threadlocal為什麼會記憶體洩漏

threadlocalmap使用threadlocal的弱引用作為key,如果乙個threadlocal沒有外部強引用來引用它,那麼系統 gc 的時候,這個threadlocal勢必會被**,這樣一來,threadlocalmap中就會出現key為null的entry,就沒有辦法訪問這些key為null的entry的value,如果當前執行緒再遲遲不結束的話,這些key為null的entry的value就會一直存在一條強引用鏈:thread ref -> thread -> threalocalmap -> entry -> value永遠無法**,造成記憶體洩漏。

其實,threadlocalmap的設計中已經考慮到這種情況,也加上了一些防護措施:在threadlocal的get(),set(),remove()的時候都會清除執行緒threadlocalmap裡所有key為null的value。

但是這些被動的預防措施並不能保證不會記憶體洩漏:

使用static的threadlocal,延長了threadlocal的生命週期,可能導致的記憶體洩漏(參考threadlocal 記憶體洩露的例項分析)。

分配使用了threadlocal又不再呼叫get(),set(),remove()方法,那麼就會導致記憶體洩漏。

為什麼使用弱引用

從表面上看記憶體洩漏的根源在於使用了弱引用。網上的文章大多著重分析threadlocal使用了弱引用會導致記憶體洩漏,但是另乙個問題也同樣值得思考:為什麼使用弱引用而不是強引用?

我們先來看看官方文件的說法:

to help deal with very large and long-lived usages, the hash table entries use weakreferences for keys.

為了應對非常大和長時間的用途,雜湊表使用弱引用的 key。

下面我們分兩種情況討論:

key 使用強引用:引用的threadlocal的物件被**了,但是threadlocalmap還持有threadlocal的強引用,如果沒有手動刪除,threadlocal不會被**,導致entry記憶體洩漏。

key 使用弱引用:引用的threadlocal的物件被**了,由於threadlocalmap持有threadlocal的弱引用,即使沒有手動刪除,threadlocal也會被**。value在下一次threadlocalmap呼叫set,get,remove的時候會被清除。

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,都會導致記憶體洩漏,但是使用弱引用可以多一層保障:弱引用threadlocal不會記憶體洩漏,對應的value在下一次threadlocalmap呼叫set,get,remove的時候會被清除。

因此,threadlocal記憶體洩漏的根源是:由於threadlocalmap的生命週期跟thread一樣長,如果沒有手動刪除對應key就會導致記憶體洩漏,而不是因為弱引用。

threadlocal 最佳實踐

綜合上面的分析,我們可以理解threadlocal記憶體洩漏的前因後果,那麼怎麼避免記憶體洩漏呢?

每次使用完threadlocal,都呼叫它的remove()方法,清除資料。

在使用執行緒池的情況下,沒有及時清理threadlocal,不僅是記憶體洩漏的問題,更嚴重的是可能導致業務邏輯出現問題。所以,使用threadlocal就跟加鎖完要解鎖一樣,用完就清理。

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深入分析 ThreadLocal 記憶體洩漏問題

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