Java併發編程---ThreadLocal的不安全性和內存泄漏分析

這是我參與更文挑戰的第9天，活動詳情查看：更文挑戰java

ThreadLocal在上篇文章裏介紹了，他是幹什麼的，具體的使用方法，還有在源碼層次分析了一下它的原理，連接在上邊↑安全

可是ThreadLcoal使用不當，也是回發生內存泄漏和線程不安全的markdown

一、ThreadLcoal內存泄漏分析

咱們先來一個不使用ThreadLcoal的例子，分析一下內存佔用狀況併發

咱們先把堆內存最大值設爲256M！ide

public class ThreadLocalOOM {
    private static final int TASK_LOOP_SIZE = 500;

    final static ThreadPoolExecutor poolExecutor
            = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 1,
            TimeUnit.MINUTES,
            new LinkedBlockingQueue<>());

    static class LocalVariable {
        private byte[] a = new byte[1024*1024*5];/*5M大小的數組*/
    }

    ThreadLocal<LocalVariable> localVariable;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < TASK_LOOP_SIZE; ++i) {
            poolExecutor.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    new LocalVariable();
                    System.out.println("use local varaible");
                }
            });

            Thread.sleep(100);
        }
        System.out.println("pool execute over");
    }

}
複製代碼

咱們運行玩main方法而後用Java visual Vm走一下看一下堆內存的狀況源碼分析

咱們發現堆內存的大小，最高也就25M左右，徹底是符合咱們的預期的,可是咱們上班的代碼尚未用ThreadLcoal呢post

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < TASK_LOOP_SIZE; ++i) {
            poolExecutor.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    ThreadLocalOOM oom=new ThreadLocalOOM();
                    oom.localVariable=new ThreadLcoal<>();
                    oom.localVariable(new LocalVariable());
                    System.out.println("use local varaible");
                }
            });

            Thread.sleep(100);
        }
        System.out.println("pool execute over");
    }
複製代碼

此次咱們再看看一下內存的使用狀況this

哦吼，內存居然達到了150M甚至達到了200M

XDM，難倒咱們加了ThreadLcoal之後，佔用內存如此之大嗎？

確定是發生了內存泄露了，咱們再加一句代碼，再觀察一下

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < TASK_LOOP_SIZE; ++i) {
            poolExecutor.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    ThreadLocalOOM oom=new ThreadLocalOOM();
                    oom.localVariable=new ThreadLcoal<>();
                    oom.localVariable(new LocalVariable());
                    System.out.println("use local varaible");
                    oom.localVariable.remove();
                }
            });

            Thread.sleep(100);
        }
        System.out.println("pool execute over");
    }

複製代碼

nice運行中內存大小的波動恢復到沒有用ThreadLocal以前了，這是怎麼回事呢？

咱們再去ThreadLcoal的源碼裏看一下

咱們看到ThreadLcoal裏的ThreadLocalMap裏的Entry的ThreadLcoal也就是key是一個弱引用，不知道Java四種引用是咋回事的XDM，去看Java四種引用的辨析，開頭有連接

給XDM畫張圖就知道咋回事了

咱們在開頭就把堆大小設成了256

而後ThreadLcoal又是弱引用,因此在垃圾回收的時候會把ThreadLocal給回收掉，key也就回收掉了，可是咱們的當前線程還引用了Map，Map還引用到了Entry，因此擋ThreadLocal被回收掉以後，value就不能經過ThreadLocal來訪問了，因此就剩下了

這時候又有XDM說了，咱們循環了500次，按這樣說那咱們的內存泄漏的大小應該比200M要大，爲何只到200M呢？

咱們再去看ThreadLcoalMap的set方法和get方法

它會把 key爲null的 Entry給清除一下，只不過這個方法在set的時候並非每次都執行，也就是說回收的不及時，因此形成了必定程度上的內存泄漏

咱們再去看remove方法

哦吼！remove出克e.clean以後也調用了清除key爲null的Entry、

若是咱們的Entry裏的key用的是強引用會發生什麼,若是是強引用，就會發生更多的內存泄漏，threadLocal的引用爲null的話，由於是強引用threadlocal在垃圾回收的時候，雖然它和棧裏的引用斷了，可是他所在的Entry還被ThreadLocalMap持有呢，因此必定會發生內存泄漏

二、ThreadLcoal的不安全性

仍是老樣子，錯誤的使用方法，也是回致使線程不安全的，

public class ThreadLocalUnsafe implements Runnable {

    public static Number number = new Number(0);

    public void run() {
        //每一個線程計數加一
        number.setNum(number.getNum()+1);
      //將其存儲到ThreadLocal中
        value.set(number);
        SleepTools.ms(2);
        //輸出num值
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"="+value.get().getNum());
    }

    public static ThreadLocal<Number> value = new ThreadLocal<Number>() {
    };

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(new ThreadLocalUnsafe()).start();
        }
    }

    private static class Number {
        public Number(int num) {
            this.num = num;
        }

        private int num;

        public int getNum() {
            return num;
        }

        public void setNum(int num) {
            this.num = num;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Number [num=" + num + "]";
        }
    }

}
複製代碼

上面的使用就是不安全的，若是對引用和對象，堆和棧不清楚的XDM，會犯這個錯誤，使用ThreadLocal的時候set的時候是一個引用，可是這五個線程他們操做的對象倒是一個，這樣的話，這個Number對象就被五個線程共享了，也就不安全了，本來是一個線程一個房間的，可是上邊的用法致使，五個線程拿到的不是五個房間而是五個同樣的門牌號，操做的時候是在一間房子裏操做的、

三、總結

ThreadLcoal的源碼分析內存泄漏的緣由，這樣咱們使用的時候就能很大限度的避免內存泄漏，介紹了ThreadLocal不安全的一種用法！若有錯誤之處，請大佬們在評論區指出！大佬們一鍵三連！