Java中ThreadLocal避免內(nèi)存泄漏的方法詳解
ThreadLocal簡介
ThreadLocal 是 Java 中的一個線程本地存儲機(jī)制，它允許每個線程擁有一個獨(dú)立的本地存儲空間，用于存儲該線程的變量。ThreadLocal 提供了一種簡單的方式來解決多線程環(huán)境下共享變量的問題，避免了在多線程環(huán)境下出現(xiàn)的線程安全問題。
ThreadLocal簡單用法
public class ThreadLocalDemo {
private static final ThreadLocal<Integer> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> 0);
//當(dāng)前值+1
public static void increment() {
int value = threadLocal.get();
threadLocal.set(value + 1);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(() -> {
String threadName = Thread.currentThread().getName();
increment();
System.out.println(threadName + " 當(dāng)前threadLocal的值為：" + threadLocal.get());
}).start();
}
}
}
輸出結(jié)果為
Thread-0 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-5 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-3 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-4 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-6 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-2 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-9 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-1 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-7 當(dāng)前threadLocal的值為：1
Thread-8 當(dāng)前threadLocal的值為：1
我們發(fā)現(xiàn)每個線程雖然都共享同一個threadLocal實(shí)例，但它們并沒有發(fā)生相互干擾的情況，而是各自產(chǎn)生獨(dú)立的值，這是因?yàn)槲覀兺ㄟ^ThreadLocal為每一個線程提供了單獨(dú)的副本。
使用場景
spring事務(wù)模板類
//使用示例
TransactionAspectSupport.currentTransactionStatus().setRollbackOnly();
//查看源碼
public static TransactionStatus currentTransactionStatus() throws NoTransactionException {
TransactionInfo info = currentTransactionInfo();
if (info == null || info.transactionStatus == null) {
throw new NoTransactionException("No transaction aspect-managed TransactionStatus in scope");
}
return info.transactionStatus;
}
//currentTransactionInfo方法
@Nullable
protected static TransactionInfo currentTransactionInfo() throws NoTransactionException {
return transactionInfoHolder.get();
}
//這里使用了ThreadLocal
private static final ThreadLocal<TransactionInfo> transactionInfoHolder =
new NamedThreadLocal<>("Current aspect-driven transaction");
HttpServletRequest
項(xiàng)目中要獲取當(dāng)前HttpServletRequest可以使用
HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes)RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getRequest();
我們來看看RequestContextHolder.getRequestAttributes()方法
@Nullable
public static RequestAttributes getRequestAttributes() {
RequestAttributes attributes = requestAttributesHolder.get();
if (attributes == null) {
attributes = inheritableRequestAttributesHolder.get();
}
return attributes;
}
private static final ThreadLocal<RequestAttributes> requestAttributesHolder =
new NamedThreadLocal<>("Request attributes");
private static final ThreadLocal<RequestAttributes> inheritableRequestAttributesHolder =
new NamedInheritableThreadLocal<>("Request context");
aop調(diào)用鏈傳遞
LCN/seata都是使用ThreadLocal傳遞調(diào)用鏈的，這里就不展開講了。
內(nèi)存泄漏與內(nèi)存溢出
內(nèi)存泄漏
內(nèi)存泄漏指的是程序中存在某些對象或資源沒有被妥善地釋放，導(dǎo)致這些對象或資源一直占用著內(nèi)存，而無法被回收。隨著時間的推移，這些未釋放的對象或資源會越來越多，最終耗盡系統(tǒng)的內(nèi)存資源，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
常見的內(nèi)存泄漏包括：
- 對象被創(chuàng)建后，沒有及時被銷毀，成為垃圾對象。
- 沒有正確關(guān)閉IO資源。
- 緩存沒有被清空。
- 靜態(tài)集合類對象未刪除引用。
- 單例模式下對象未及時釋放等。
內(nèi)存溢出
內(nèi)存溢出指的是程序在申請內(nèi)存時，無法獲得足夠的內(nèi)存空間，導(dǎo)致程序無法正常運(yùn)行。通常情況下，當(dāng)程序需要使用的內(nèi)存超過了系統(tǒng)能夠提供的內(nèi)存時，就會發(fā)生內(nèi)存溢出。
常見的內(nèi)存溢出包括：
- 堆內(nèi)存溢出：由于創(chuàng)建了過多的對象或者某些對象太大，導(dǎo)致堆內(nèi)存不足。
- 棧內(nèi)存溢出：由于方法調(diào)用過多或者某些方法的遞歸調(diào)用層數(shù)過多，導(dǎo)致棧內(nèi)存不足。
- 永久代內(nèi)存溢出：由于創(chuàng)建了過多的類或者字符串，導(dǎo)致永久代內(nèi)存不足。
區(qū)別
內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出的區(qū)別在于它們發(fā)生的原因和表現(xiàn)形式。內(nèi)存泄漏是指對象或者資源無法被妥善釋放，導(dǎo)致系統(tǒng)資源浪費(fèi)，而內(nèi)存溢出則是指系統(tǒng)不能分配所需內(nèi)存，導(dǎo)致程序崩潰或者異常。通常情況下，內(nèi)存泄漏會逐漸消耗系統(tǒng)資源，而內(nèi)存溢出則是突然發(fā)生的。
解決內(nèi)存泄漏的方法是找到未被正確釋放的對象或資源，并手動進(jìn)行釋放。而解決內(nèi)存溢出的方法則需要優(yōu)化程序代碼，減少內(nèi)存使用量，或增加系統(tǒng)內(nèi)存大小等方式來解決。
java強(qiáng)軟弱虛
Java中的引用類型有四種：強(qiáng)引用（Strong Reference）、軟引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和虛引用（Phantom Reference）。它們之間的主要區(qū)別在于對象被垃圾回收時的行為不同。
強(qiáng)引用
強(qiáng)引用是默認(rèn)類型的引用，當(dāng)我們通過“new”關(guān)鍵字創(chuàng)建一個對象時，該對象會被分配到堆內(nèi)存中，并且默認(rèn)情況下，該對象的引用是強(qiáng)引用。只要強(qiáng)引用存在，垃圾回收器就不會將其回收。
例如：
Object obj = new Object();
在上面的代碼中，obj是一個強(qiáng)引用，因此只有當(dāng)obj變量被顯示地設(shè)置為null時，才能使對象成為垃圾，等待垃圾回收器收集。
軟引用
軟引用可以讓對象存活更長時間，直到內(nèi)存不足時才回收它。如果垃圾回收器需要更多的內(nèi)存，則會回收只被軟引用引用的對象。當(dāng)一個對象只被軟引用引用時，它會被保留在內(nèi)存中，直到系統(tǒng)內(nèi)存不夠用或者垃圾回收器需要更多空間為止。通過軟引用可以實(shí)現(xiàn)一些緩存功能。
例如：
SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(new Object());
在上面的代碼中，softRef是一個軟引用，當(dāng)垃圾回收器需要內(nèi)存時，它可以將該對象回收，并釋放所占用的內(nèi)存。
弱引用
弱引用比軟引用生命期更短，當(dāng)一個對象只被弱引用引用時，當(dāng)垃圾回收器運(yùn)行時，不管當(dāng)前內(nèi)存是否充足，都會將其回收。弱引用通常用于實(shí)現(xiàn)緩存機(jī)制或者觀察者模式。
例如：
WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());
在上面的代碼中，weakRef是一個弱引用，這意味著垃圾回收器可以隨時將該對象回收，而無需考慮系統(tǒng)內(nèi)存是否充足。
虛引用
虛引用也稱為幽靈引用，與其他三種引用方式不同，它并不會決定對象是否能存活。如果一個對象只有虛引用，那么就像沒有任何引用一樣，它的內(nèi)存會被回收，但是在回收之前會調(diào)用finalize()方法。虛引用主要用于管理DirectBuffer的生命周期。
例如：
PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), null);
在上面的代碼中，phantomRef是一個虛引用，當(dāng)垃圾回收器發(fā)現(xiàn)該對象的內(nèi)存已被回收時，它會將其插入隊列中，并在下一次調(diào)用垃圾回收器時通知引用對象被回收了。
ThreadLocal原理
ThreadLocal
ThreadLocal是一個泛型類，它提供了get()、set()和remove()方法來獲取、設(shè)置和刪除當(dāng)前線程的變量副本。它的原理是在每個Thread對象中都有一個ThreadLocalMap類型的私有變量threadLocals，該變量存儲著當(dāng)前線程所對應(yīng)的所有ThreadLocal變量的值。
public T get() {
//獲取當(dāng)前線程
Thread t = Thread.currentThread();
//獲取當(dāng)前線程的ThreadLocalMap變量
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}
ThreadLocalMap
ThreadLocalMap是ThreadLocal的內(nèi)部類，它實(shí)際上就是一個HashMap，用于存儲當(dāng)前線程所對應(yīng)的所有ThreadLocal變量的值。每個ThreadLocal對象都會被保存在ThreadLocalMap中，并且使用ThreadLocal作為key來訪問它的變量值。這樣做的好處是每個線程都可以獨(dú)立維護(hù)自己的數(shù)據(jù)，而不會與其他線程產(chǎn)生沖突。
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
這里需要注意的是ThreadLocalMap每個元素都是Entry，而它是用弱引用對象作為key存儲在ThreadLocalMap中
static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
實(shí)現(xiàn)原理
當(dāng)我們通過ThreadLocal類創(chuàng)建一個新的變量時，實(shí)際上是在當(dāng)前線程的threadLocals變量中創(chuàng)建了一個新的Entry對象，該對象的key是ThreadLocal對象本身，value則是我們設(shè)置的變量值。這個Entry對象會存儲在ThreadLocalMap中。
當(dāng)我們需要在當(dāng)前線程中訪問這個變量時，ThreadLocal會根據(jù)當(dāng)前線程獲取對應(yīng)的ThreadLocalMap對象，并根據(jù)ThreadLocal對象作為key來查找該變量的值。由于每個線程都有自己獨(dú)立的ThreadLocalMap對象，因此不同線程之間的變量互不干擾。
ThreadLocal內(nèi)存泄漏原因
每個ThreadLocal對象都會被存儲在當(dāng)前線程的ThreadLocalMap中，并且使用ThreadLocal對象作為key來訪問它的變量值。由于使用的是弱引用對象作為key，當(dāng)一個ThreadLocal對象沒有被任何線程引用時，該對象就會被回收。
但是，即使ThreadLocal對象已經(jīng)被回收，對應(yīng)的變量副本仍然存在于該線程的ThreadLocalMap中。這是因?yàn)門hreadLocalMap內(nèi)部使用了強(qiáng)引用對象（Entry對象）來引用變量副本，只有在當(dāng)前線程被回收時，ThreadLocalMap中對應(yīng)的Entry才會被回收。
也就是說，ThreadLocal對象雖然使用的是弱引用，但是與之關(guān)聯(lián)的變量副本卻是通過強(qiáng)引用對象間接引用的，因此在ThreadLocal對象被回收后，其變量副本可能不會立刻被回收。如果我們沒有手動調(diào)用remove()方法將變量副本從ThreadLocalMap中清除，那么它就會一直存在于內(nèi)存中，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏問題。
ThreadLocal內(nèi)存泄漏常見場景
ThreadLocal內(nèi)存泄漏的原因主要是由于線程復(fù)用導(dǎo)致的。
線程池
當(dāng)我們使用線程池時，如果在線程中使用了ThreadLocal變量，那么該變量并不會被自動清除。線程池中的線程是可以被重復(fù)利用的，如果我們在一個線程中使用了ThreadLocal變量，并且沒有在該線程結(jié)束前手動清除它，那么這個變量將會一直存在于ThreadLocalMap中，即使該線程已經(jīng)被回收，這就會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
長時間持有
如果我們在一個線程中創(chuàng)建了ThreadLocal變量，并且一直持有它卻不使用，這也會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏問題。在這種情況下，由于該變量一直存在于ThreadLocalMap中，即使該線程已經(jīng)被回收，該變量也無法被釋放，最終會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
ThreadLocal避免內(nèi)存泄漏方法
為了避免ThreadLocal內(nèi)存泄漏問題，我們可以采取以下措施：
- 在使用完ThreadLocal變量后，應(yīng)該盡快調(diào)用remove()方法將其從ThreadLocalMap中清除，以便讓垃圾回收器回收它們。
- 將ThreadLocal變量定義成private static類型的，并且在使用完之后手動清除，以避免線程重用時引起的內(nèi)存泄漏問題。
- 不要在線程池中使用ThreadLocal變量，如果必須使用，應(yīng)該在使用完后手動清理。
總結(jié)
雖然ThreadLocal可以解決線程安全問題，但是在使用完之后需要手動清除，以避免線程重用時引起的內(nèi)存泄漏問題。
以上就是Java中ThreadLocal避免內(nèi)存泄漏的方法詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java ThreadLocal避免內(nèi)存泄漏的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
相關(guān)文章
SpringBoot集成tika實(shí)現(xiàn)word轉(zhuǎn)html的操作代碼
Tika是一個內(nèi)容分析工具,自帶全面的parser工具類,能解析基本所有常見格式的文件,得到文件的metadata,content等內(nèi)容,返回格式化信息,本文給大家介紹了SpringBoot集成tika實(shí)現(xiàn)word轉(zhuǎn)html的操作,需要的朋友可以參考下2024-06-06
java?ResourceBundle讀取properties文件方式
這篇文章主要介紹了java?ResourceBundle讀取properties文件方式,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2024-08-08
Java修改maven的默認(rèn)jdk版本為1.7的方法
這篇文章主要介紹了Java修改maven的默認(rèn)jdk版本為1.7的方法,需要的朋友可以參考下2018-02-02
java中為什么要謹(jǐn)慎使用Arrays.asList、ArrayList的subList
這篇文章主要介紹了java中為什么要謹(jǐn)慎使用Arrays.asList、ArrayList的subList,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2021-02-02
使用位運(yùn)算、值交換等方式反轉(zhuǎn)java字符串的多種方法（四種方法）
這篇文章主要介紹了使用位運(yùn)算、值交換等方式反轉(zhuǎn)java字符串，本文通過四種方式給大家講解，給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2020-07-07
這篇文章主要為大家介紹了PageHelper分頁查詢數(shù)據(jù)操作方法示例,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進(jìn)步,早日升職加薪2023-08-08
這篇文章主要介紹了java List中相同的數(shù)據(jù)合并到一起,本文通過實(shí)例代碼給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2023-07-07
Java基于ShardingSphere實(shí)現(xiàn)分庫分表的實(shí)例詳解
ShardingSphere?已于2020年4月16日成為?Apache?軟件基金會的頂級項(xiàng)目，?它們均提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)水平擴(kuò)展、分布式事務(wù)和分布式治理等功能，可適用于如?Java?同構(gòu)、異構(gòu)語言、云原生等各種多樣化的應(yīng)用場景，對ShardingSphere分庫分表相關(guān)知識感興趣的朋友一起看看吧2022-03-03
java使用異或?qū)崿F(xiàn)變量互換和異或加密解密示例
這篇文章主要介紹了使用異或?qū)崿F(xiàn)變量互換和異或加密解密示例,需要的朋友可以參考下2014-02-02
java編程無向圖結(jié)構(gòu)的存儲及DFS操作代碼詳解
這篇文章主要介紹了java編程無向圖結(jié)構(gòu)的存儲及DFS操作代碼詳解，具有一定借鑒價值，需要的朋友可以了解下。2017-12-12