ThreadLocal真的會造成內存泄漏嗎？
ThreadLoca在并發場景中，應用非常多。前幾天有位小伙伴問我一個問題，說ThreadLocal是不是真的會造成內存泄漏?今天給大家做一個分享。
1、ThreadLocal的基本原理
考慮到很多小伙伴可能還不太了解ThreadLocal，我先簡單介紹一下ThreadLocal。在多線程并發訪問同一個共享變量的情況下，如果不做同步控制的話，就可能會導致數據不一致的問題，所以，我們需要使用synchronized加鎖來解決。
而ThreadLocal換了一個思路來處理多線程的情況。
ThreadLocal本身并不存儲數據，它使用了線程中的threadLocals屬性，threadLocals的類型就是在ThreadLocal中的定義的ThreadLocalMap對象，當調用ThreadLocal的set(T value)方法時，ThreadLocal將自身的引用也就是this作為Key，然后，把用戶傳入的值作為Value存儲到線程的ThreadLocalMap中，這就相當于每個線程的讀寫操作都是基于線程自身的一個私有副本，線程之間的數據是相互隔離的，互不影響。
這樣一來基于ThreadLocal的操作也就不存在線程安全問題了。它相當于采用了用空間來換時間的思路，從而提高程序的執行效率。
2、四種對象引用
在ThreadLocalMap內部，維護了一個Entry數組table的屬性，用來存儲鍵值對的映射關系，來看這樣一段代碼片段：
static class ThreadLocalMap {
...
private Entry[] table;
static class Entry implements WeakReference<ThreadLocal<?>> {
Object value;
Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}
...
}
Entry將ThreadLocal作為Key，值作為Value保存，它繼承自WeakReference，注意構造函數里的第一行代碼super(k)，這意味著ThreadLocal對象是一個「弱引用」。有的小伙伴可能對「弱引用」不太熟悉，這里再介紹一下Java的四種引用關系。
在JDK1.2之后，Java對引用的概念做了一些擴充，將引用分為“強”、“軟”、“弱”、“虛”四種，由強到弱依次為：
強引用：指代碼中普遍存在的賦值行為，如：Object o = new Object()，只要強引用關系還在，對象就永遠不會被回收。
軟引用：還有用處，但不是必須存活的對象，JVM會在內存溢出前對其進行回收，例如：緩存。
弱引用：非必須存活的對象，引用關系比軟引用還弱，不管內存是否夠用，下次GC一定回收。
虛引用：也稱“幽靈引用”、“幻影引用”，最弱的引用關系，完全不影響對象的回收，等同于沒有引用，虛引用的唯一的目的是對象被回收時會收到一個系統通知。
這個描述還是比較官方的，簡單總結一下，大家應該都追過劇，強引用就好比是男主角，怎么都死不了。軟引用就像女主角，雖有一段經歷，還是沒走到最后。弱引用就是男二號，注定用來犧牲的。虛引用就是路人甲了。
3、造成內存泄漏的原因
內存泄漏和ThreadLocalMap中定義的Entry類有非常大的關系。
這個動畫完整地展示了ThreadLocal中對象引用的關系，需要這張高清圖的小伙伴可以在評論區留言。
由于ThreadLocal對象是弱引用，如果外部沒有強引用指向它，它就會被GC回收，導致Entry的Key為空(null)，如果這時Value外部也沒有強引用指向它，那么Value就永遠也訪問不到了，按理也應該被GC回收，但是由于Entry對象還在強引用Value，導致Value無法被回收，這時「內存泄漏」就發生了，Value成了一個永遠也無法被訪問，但是又無法被回收的對象。
Entry對象屬于ThreadLocalMap，ThreadLocalMap又屬于Thread，如果線程本身的生命周期很短，短時間內就會被銷毀，那么「內存泄漏」立刻就會得到解決，只要線程被銷毀，Value也會隨之被回收。
問題是，線程本身是非常珍貴的計算機資源，很少會去頻繁的創建和銷毀，一般都是通過線程池來使用，這就將線程的生命周期大大拉長，「內存泄漏」的影響也會越來越大。
最后，一句話總結一下。
threadLocals對象中的Entry對象不再使用后，如果沒有及時清除Entry對象 ，而程序自身也無法通過垃圾回收機制自動清除，就可能導致內存泄漏。
4、如何避免內存泄漏?
不要聽到「內存泄漏」就不敢使用ThreadLocal,只要規范化使用是不會有問題的。我給大家支幾個招：
- 每次使用完ThreadLocal都記得調用remove()方法清除數據。
- 將ThreadLocal變量盡可能地定義成static final，避免頻繁創建ThreadLocal實例。這樣也就保證程序一直存在ThreadLocal的強引用，也能保證任何時候都能通過ThreadLocal的弱引用訪問到Entry的Value值，進而清除掉。
當然，就是使用不規范，ThreadLocal內部也做了一些優化，比如：
- 調用set()方法時，ThreadLocal會進行采樣清理、全量清理，擴容時還會繼續檢查。
- 調用get()方法時，如果沒有直接命中或者向后環形查找時也會進行清理。
- 調用remove()時，除了清理當前Entry，還會向后繼續清理。
