Java并发面试题：（七）ThreadLocal原理和内存泄漏

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ThreadLocal是什么？

ThreadLocal是线程本地存储机制，可以将数据缓存在线程内部。ThreadLocal存储的变量在线程内共享的，在线程间又是隔离的。

ThreadLocal实现原理？

ThreadLocal的底层是ThreadLocalMap，每个Thread都有一个ThreadLocalMap。
ThreadLocalMap存储的键值对，key就是ThreadLocal实例，value就是要缓存的值。
当创建ThreadLocal，set数据时调用的是ThreadLocalMap的set方法，set方法将ThreadLocal对象和缓存值存入Map。也就是说，想要存入的ThreadLocal中的数据实际上并没有存到ThreadLocal对象中去，而是以这个ThreadLocal实例作为key存到了当前线程中的ThreadLocalMap中去了，获取ThreadLocal的值时同样也是这个道理。这也就是为什么ThreadLocal可以实现线程之间隔离的原因了。

ThreadLocal的为什么会内存泄露

在每一个线程Thread对象中，都维护了一个ThreadLocalMap对象。ThreadLocalMap中又维护了一个k v 形式的Entry对象，key指向了当前ThreadLocal对象，value就是我们实际在ThreadLocal中存储的值。Entry中的key存放是ThreadLocal的弱引用。
因为ThreadLocalMap的key对它的引用是弱引用，将会在下一次gc被回收，那就会出现key变成null，如果这时value外部也没有强引用指向它，那么value就永远也访问不到了，按理也应该被GC回收，但是由于ThreadLocalMap.Entry对象还在强引用value，导致value无法被回收，这时「内存泄漏」就发生了，value成了一个永远也无法被访问，但是又无法被回收的对象。

为什么使用弱引用

假设key也用强引用指向当前ThreadLocal的话，那么如果我这时候写 t1 = null ，按理说下次GC时，应该要把堆内存的new ThreadLocal（）这个对象进行回收才对，但此时我的key如果设计成强引用，显然GC无法对它进行回收，因为key还强引用指向它。这就会造成内存泄漏，所以ThreadLocal存值时，key采用弱引用。key使用弱引用的特点就很明显了（只要是GC回收，不管内存够不够，都会回收弱引用指向的对象），当我写 t1 = null ，下次GC回收时，就可以将new ThreadLocal（）这个对象会被回收掉。

在 ThreadLocalMap 中的set/getEntry 方法中，会对 key 为 null（也即是 ThreadLocal 为 null ）进行判断，如果为 null 的话，那么会把 value 置为 null 的．这就意味着使用完 ThreadLocal , CurrentThread 依然运行的前提下．就算忘记调用 remove 方法，弱引用比强引用可以多一层保障：弱引用的 ThreadLocal 会被回收．对应value在下一次 ThreadLocaIMap 调用 set/get/remove 中的任一方法的时候会被清除，从而避免内存泄漏．