之前介紹Spring bean線(xiàn)程安全的問(wèn)題時(shí)候，討論到 ThreadLocal 類(lèi)提供了線(xiàn)程局部變量，每個(gè)線(xiàn)程可以將一個(gè)值存在 ThreadLocal 對(duì)象中，其他線(xiàn)程無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)這些值。每個(gè)線(xiàn)程都有自己獨(dú)立的變量副本。

但如果使用不當(dāng)，它可能會(huì)導(dǎo)致 內(nèi)存泄漏（Memory Leak），最終引發(fā) (OOM)。根本原因在于 ThreadLocal 的存儲(chǔ)機(jī)制 和 垃圾回收（GC）行為。

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

位于java.lang包下面。

1.1、內(nèi)存存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

ThreadLocal 的核心存儲(chǔ)依賴(lài)于：

• ThreadLocalMap（每個(gè) Thread 內(nèi)部維護(hù)的一個(gè)類(lèi)似 WeakHashMap 的結(jié)構(gòu)）
• Entry（ThreadLocalMap 的存儲(chǔ)單元，key 是 ThreadLocal 本身，value 是存儲(chǔ)的值）

如下圖所示：

定義時(shí)候，可參考如下：

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals; // 每個(gè)線(xiàn)程的 ThreadLocal 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在這里

ThreadLocalMap 的 Entry 是 弱引用（WeakReference） 的：

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
    Object value; // 存儲(chǔ)的值是強(qiáng)引用
    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
        super(k); // key（ThreadLocal）是弱引用
        value = v; // value 是強(qiáng)引用
    }
}

而對(duì)于key是弱引用，value是強(qiáng)引用。

2. 內(nèi)存泄漏

如下圖所示：

        ThreadLocal 的內(nèi)存泄漏問(wèn)題主要發(fā)生在 線(xiàn)程池環(huán)境（如 Tomcat、Spring 的異步任務(wù)等），因?yàn)榫€(xiàn)程會(huì)被復(fù)用，導(dǎo)致 ThreadLocalMap 長(zhǎng)期存活。

2.1、引用回收

key（ThreadLocal）是弱引用：

• 如果 ThreadLocal 對(duì)象沒(méi)有外部強(qiáng)引用（比如 static 修飾），它會(huì)被 GC 回收，Entry 的 key 變成 null。

value 是強(qiáng)引用：

• 即使 key 被回收，value 仍然被 ThreadLocalMap 強(qiáng)引用，無(wú)法被 GC 回收。

2.2、value的強(qiáng)引用目的

1、如果是弱引用，調(diào)用get方法，返回為null，value 可能被提前回收，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

2、設(shè)計(jì)目標(biāo)是 讓每個(gè)線(xiàn)程可以安全地存儲(chǔ)自己的數(shù)據(jù)，而不是讓數(shù)據(jù)隨時(shí)可能被回收。如果 value 是弱引用，就失去了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。

2.3、線(xiàn)程長(zhǎng)期存活

如果線(xiàn)程是線(xiàn)程池中的（如 Tomcat 的工作線(xiàn)程），線(xiàn)程不會(huì)銷(xiāo)毀，ThreadLocalMap 會(huì)一直存在。

如果 ThreadLocal 使用后沒(méi)有 remove()，value 會(huì)一直占用內(nèi)存，最終導(dǎo)致 內(nèi)存泄漏。

示例如下：

public class UserContextHolder {
    private static ThreadLocal<User> userHolder = new ThreadLocal<>();

    public static void set(User user) {
        userHolder.set(user);
    }

    public static User get() {
        return userHolder.get();
    }
    
    // 忘記調(diào)用 remove()！
}

問(wèn)題：

• 每次 HTTP 請(qǐng)求結(jié)束后，Tomcat 線(xiàn)程不會(huì)銷(xiāo)毀，而是放回線(xiàn)程池。
• 如果 User 對(duì)象很大，多次請(qǐng)求后，ThreadLocalMap 會(huì)積累大量 User 對(duì)象，最終 OOM。

小結(jié)

3、處理方案

先根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，如下圖所示：

3.1、remove

try {
    UserContextHolder.set(user);
    // ...業(yè)務(wù)邏輯
} finally {
    UserContextHolder.remove(); // 必須清理！
}

最佳實(shí)踐：在 finally 塊中調(diào)用 remove()，確保即使發(fā)生異常也能清理。

3.2、static修飾

private static final ThreadLocal<User> userHolder = new ThreadLocal<>();

原因：防止 ThreadLocal 被意外回收（弱引用失效）。

3.3、避免存儲(chǔ)大對(duì)象

如果 ThreadLocal 存儲(chǔ)的是大對(duì)象（如緩存、Session 數(shù)據(jù)），考慮改用其他方式（如 Redis）。

3.4、InheritableThreadLocal

InheritableThreadLocal 會(huì)傳遞給子線(xiàn)程，如果子線(xiàn)程不清理，同樣會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

小結(jié)

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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