开篇

上一篇文章对ThreadLocal的简单入门，了解了使用场景和使用办法。接下来我们继续聊聊：

• ThreadLocal的内部结构！
• ThreadLocal中的WeakReference是什么？
• ThreadLocal是否会触发内存泄露？

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行 。

内部结构

分析一

ThreadLocal的内部结构是什么样子的了？我们先上一张带有结论性的图：

这个图我们可以看出几个东西：

1. 每一个Thread 都包含了一个 ThreadLocalMap。
2. 每一个ThreadLocalMap中key是ThreadLocal 而value是 在线程中共享的值。

相关代码细节如下所示：

Thread类中有一句关键代码可以证明的我观点1：

public class Thread implements Runnable {    
	// Thread 代码中有如下一句代码，可以看出每一个 Thread 对象都有一个 ThreadLocalMap
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
}

而 ThreadLocalMap 是一个ThreadLocal中的静态类，其中的 Entry 可以证明我的观点2：

这里为什么要将 ThreadLocalMap 设计为 static 思考中...

public class ThreadLocal<T> {   
    // 省略其他。。。
	static class ThreadLocalMap {
        
        static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
            /** The value associated with this ThreadLocal. */
            Object value;

            Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                super(k);
                value = v;
            }
        }
    }
}

上述分析一看懂后，我们继续来查看分析二。

分析二

• 图2要比图1要复杂点，但更合理些。
• 图2中左边是栈，右边是堆。栈中保存了2个指向堆的引用：ThreadLocal Ref和Thread Ref。
• ThreadLocalMap 中 Key 是 ThreadLocal，请注意那个红色的虚线，他是WeakReference。这点可以从上述的代码可以看出。

不知道大家有没有考虑过这个地方key 为什么要设置成：WeakReference，大家可以先思考，后面会有解答！

引用的4个类型

Java 中数据类型往大了讲可以分为2个类型：普通类型和引用类型。

普通类型包括：int、byte、short 这些基本类型 因为其结构和内存占用小，所以存放在栈中。

引用类型包括：String、数组、Class等，这些类型通常会比较大，所以通常会在栈中存放指向堆中的引用。

其实细分引用类型还可以分出4类来：

• 强引用：就是我们平时使用的引用。
• 软引用：SoftReference，其特性为只有当系统内不能不足的时候， 发生GC才会清理掉。
• 弱引用：WeakReference ，这个一个很脆弱的引用，当引用的对象仅仅被WeakReference引用的时候，JVM 一旦 GC 他肯定会被 GC 掉。【请注意我加粗的这句话！】
• 虚引用：VirtualReference，这个引用基本没有使用过。

这里我们谈谈WeakReference和SoftReference他们的不同。

前者是 GC一旦工作就会被清理，后者却是不一定的。

关于引用软引用和虚引用，我会找个时间在后面补充完善下。

为什么要使用WeakReference

为什么要使用WeakReference？其目的是：为了进一步的防止内存泄漏.

Java的GC是通过可达性性算法来判定哪些对象可以被 GC 的：如果一个对象被引用，那么就不会被 GC 清理。

如果ThreadLocalMap 中的 ThreadLocal 不是WeakReference ，意味着原对象肯定有一层引用在 ThreadLocalMap 中，根据可达性算法 分析那么该对象肯定不会被 GC。

但是一旦使用了 WeakReference 在可达性算法分析的时候就会忽略这个引用，当原对象没有被其他对象引用，仅仅被忽略的 WeakReference 引用的时候，原对象就会被 GC 掉，释放了内存空间，减少了内存泄露的发生可能性。

同时我们需要知道：存在于 ThreadLocal 中的对象因为可能被 GC ，所以不一定可以拿到，所以说不应该将非常重要的数据存在在 ThreadLocal 中。

关于我最后提到的一点：：存在于 ThreadLocal 中的对象因为可能被 GC 。我暂时无法通过代码重现，如果你能重现，请不吝赐教。

内存泄露风险

在上面提到过，每个Thread中都存在一个map, map的类型是ThreadLocal.ThreadLocalMap.Map中的key为一个ThreadLocal实例。 这个Map的确使用了弱引用，不过弱引用只是针对key. 每个key都弱引用指向ThreadLocal. 当把ThreadLocal实例置为null以后，没有任何强引用指向ThreadLocal实例，所以ThreadLocal将会被gc回收。

但是，我们的value却不能回收，因为存在一条从Current Thread连接过来的强引用。 只有当前Thread结束以后， Current Thread就不会存在栈中，强引用断开， Current Thread, value将全部被GC回收。  　　

所以得出一个结论就是只要这个线程对象被GC回收，就不会出现内存泄露，但在ThreadLocal设为null和线程结束这段时间之前，该对象不会被回收由此可能存在内存泄露的风险。

总结

本文从内存结构讲到了引用类型的区别，同时提到了ThreadLocal 可能存在的内存泄漏。

本人写这篇文章也是再不停的思考、总结，所以你大可不必要求自己一次看懂，多多查看同类型文章，触类旁通，沉淀知识形成自己的知识体系。

驽马十驾功在不舍！