這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)ThreadLocal中內(nèi)存溢出的原因有哪些，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

創(chuàng)新互聯(lián)建站是一家集網(wǎng)站建設(shè),岳陽(yáng)樓企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),岳陽(yáng)樓品牌網(wǎng)站建設(shè),網(wǎng)站定制,岳陽(yáng)樓網(wǎng)站建設(shè)報(bào)價(jià),網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo),網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,岳陽(yáng)樓網(wǎng)站推廣為一體的創(chuàng)新建站企業(yè)，幫助傳統(tǒng)企業(yè)提升企業(yè)形象加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。可充分滿(mǎn)足這一群體相比中小企業(yè)更為豐富、高端、多元的互聯(lián)網(wǎng)需求。同時(shí)我們時(shí)刻保持專(zhuān)業(yè)、時(shí)尚、前沿，時(shí)刻以成就客戶(hù)成長(zhǎng)自我，堅(jiān)持不斷學(xué)習(xí)、思考、沉淀、凈化自己，讓我們?yōu)楦嗟钠髽I(yè)打造出實(shí)用型網(wǎng)站。

在 Java 語(yǔ)言中解決線(xiàn)程不安全的問(wèn)題通常有兩種手段：

• 使用鎖(使用 synchronized 或 Lock);

• 使用 ThreadLocal。

鎖的實(shí)現(xiàn)方案是在多線(xiàn)程寫(xiě)入全局變量時(shí)，通過(guò)排隊(duì)一個(gè)一個(gè)來(lái)寫(xiě)入全局變量，從而就可以避免線(xiàn)程不安全的問(wèn)題了。比如當(dāng)我們使用線(xiàn)程不安全的  SimpleDateFormat 對(duì)時(shí)間進(jìn)行格式化時(shí)，如果使用鎖來(lái)解決線(xiàn)程不安全的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)的流程就是這樣的：

從上述圖片可以看出，通過(guò)加鎖的方式雖然可以解決線(xiàn)程不安全的問(wèn)題，但同時(shí)帶來(lái)了新的問(wèn)題，使用鎖時(shí)線(xiàn)程需要排隊(duì)執(zhí)行，因此會(huì)帶來(lái)一定的性能開(kāi)銷(xiāo)。然而，如果使用的是  ThreadLocal 的方式，則是給每個(gè)線(xiàn)程創(chuàng)建一個(gè) SimpleDateFormat 對(duì)象，這樣就可以避免排隊(duì)執(zhí)行的問(wèn)題了，它的實(shí)現(xiàn)流程如下圖所示：

• PS：創(chuàng)建 SimpleDateFormat 也會(huì)消耗一定的時(shí)間和空間，如果線(xiàn)程復(fù)用 SimpleDateFormat 的頻率比較高的情況下，使用  ThreadLocal 的優(yōu)勢(shì)比較大，反之則可以考慮使用鎖。

然而，在我們使用 ThreadLocal 的過(guò)程中，很容易就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出的問(wèn)題，如下面的這個(gè)事例。

什么是內(nèi)存溢出?

內(nèi)存溢出(Out Of Memory，簡(jiǎn)稱(chēng)  OOM)是指無(wú)用對(duì)象(不再使用的對(duì)象)持續(xù)占有內(nèi)存，或無(wú)用對(duì)象的內(nèi)存得不到及時(shí)釋放，從而造成的內(nèi)存空間浪費(fèi)的行為就稱(chēng)之為內(nèi)存泄露。

內(nèi)存溢出代碼演示

在開(kāi)始演示 ThreadLocal 內(nèi)存溢出的問(wèn)題之前，我們先使用“-Xmx50m”的參數(shù)來(lái)設(shè)置一下 Idea，它表示將程序運(yùn)行的最大內(nèi)存設(shè)置為  50m，如果程序的運(yùn)行超過(guò)這個(gè)值就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出的問(wèn)題，設(shè)置方法如下：

設(shè)置后的最終效果這樣的：

• PS：因?yàn)槲沂褂玫?Idea 是社區(qū)版，所以可能和你的界面不一樣，你只需要點(diǎn)擊“Edit Configurations...”找到“VM  options”選項(xiàng)，設(shè)置上“-Xmx50m”參數(shù)就可以了。

配置完 Idea 之后，接下來(lái)我們來(lái)實(shí)現(xiàn)一下業(yè)務(wù)代碼。在代碼中我們會(huì)創(chuàng)建一個(gè)大對(duì)象，這個(gè)對(duì)象中會(huì)有一個(gè) 10m 大的數(shù)組，然后我們將這個(gè)大對(duì)象存儲(chǔ)在  ThreadLocal 中，再使用線(xiàn)程池執(zhí)行大于 5 次添加任務(wù)，因?yàn)樵O(shè)置了最大運(yùn)行內(nèi)存是 50m，所以理想的情況是執(zhí)行 5  次添加操作之后，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit;  public class ThreadLocalOOMExample {          /**      * 定義一個(gè) 10m 大的類(lèi)      */     static class MyTask {         // 創(chuàng)建一個(gè) 10m 的數(shù)組（單位轉(zhuǎn)換是 1M -> 1024KB -> 1024*1024B）         private byte[] bytes = new byte[10 * 1024 * 1024];     }          // 定義 ThreadLocal     private static ThreadLocal<MyTask> taskThreadLocal = new ThreadLocal<>();      // 主測(cè)試代碼     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {         // 創(chuàng)建線(xiàn)程池         ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =                 new ThreadPoolExecutor(5, 5, 60,                         TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(100));         // 執(zhí)行 10 次調(diào)用         for (int i = 0; i < 10; i++) {             // 執(zhí)行任務(wù)             executeTask(threadPoolExecutor);             Thread.sleep(1000);         }     }      /**      * 線(xiàn)程池執(zhí)行任務(wù)      * @param threadPoolExecutor 線(xiàn)程池      */     private static void executeTask(ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor) {         // 執(zhí)行任務(wù)         threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {             @Override             public void run() {                 System.out.println("創(chuàng)建對(duì)象");                 // 創(chuàng)建對(duì)象（10M）                 MyTask myTask = new MyTask();                 // 存儲(chǔ) ThreadLocal                 taskThreadLocal.set(myTask);                 // 將對(duì)象設(shè)置為 null，表示此對(duì)象不在使用了                 myTask = null;             }         });     } }

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述圖片可看出，當(dāng)程序執(zhí)行到第 5 次添加對(duì)象時(shí)就出現(xiàn)內(nèi)存溢出的問(wèn)題了，這是因?yàn)樵O(shè)置了最大的運(yùn)行內(nèi)存是 50m，每次循環(huán)會(huì)占用 10m  的內(nèi)存，加上程序啟動(dòng)會(huì)占用一定的內(nèi)存，因此在執(zhí)行到第 5 次添加任務(wù)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出的問(wèn)題。

原因分析

內(nèi)存溢出的問(wèn)題和解決方案比較簡(jiǎn)單，重點(diǎn)在于“原因分析”，我們要通過(guò)內(nèi)存溢出的問(wèn)題搞清楚，為什么 ThreadLocal  會(huì)這樣?是什么原因?qū)е铝藘?nèi)存溢出?

要搞清楚這個(gè)問(wèn)題(內(nèi)存溢出的問(wèn)題)，我們需要從 ThreadLocal 源碼入手，所以我們首先打開(kāi) set 方法的源碼(在示例中使用到了 set  方法)，如下所示：

public void set(T value) {     // 得到當(dāng)前線(xiàn)程     Thread t = Thread.currentThread();     // 根據(jù)線(xiàn)程獲取到 ThreadMap 變量     ThreadLocalMap map = getMap(t);     if (map != null)         map.set(this, value); // 將內(nèi)容存儲(chǔ)到 map 中     else         createMap(t, value); // 創(chuàng)建 map 并將值存儲(chǔ)到 map 中 }

從上述代碼我們可以看出 Thread、ThreadLocalMap 和 set 方法之間的關(guān)系：每個(gè)線(xiàn)程 Thread 都擁有一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容器  ThreadLocalMap，當(dāng)執(zhí)行 ThreadLocal.set 方法執(zhí)行時(shí)，會(huì)將要存儲(chǔ)的值放到 ThreadLocalMap  容器中，所以接下來(lái)我們?cè)倏匆幌?ThreadLocalMap 的源碼：

static class ThreadLocalMap {     // 實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)組     private Entry[] table;     // 存數(shù)據(jù)的方法     private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {         Entry[] tab = table;         int len = tab.length;         int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);         for (Entry e = tab[i];                 e != null;                 e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {             ThreadLocal<?> k = e.get();             // 如果有對(duì)應(yīng)的 key 直接更新 value 值             if (k == key) {                 e.value = value;                 return;             }             // 發(fā)現(xiàn)空位插入 value             if (k == null) {                 replaceStaleEntry(key, value, i);                 return;             }         }         // 新建一個(gè) Entry 插入數(shù)組中         tab[i] = new Entry(key, value);         int sz = ++size;         // 判斷是否需要進(jìn)行擴(kuò)容         if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)             rehash();     }     // ... 忽略其他源碼 }

從上述源碼我們可以看出：ThreadMap 中有一個(gè) Entry[] 數(shù)組用來(lái)存儲(chǔ)所有的數(shù)據(jù)，而 Entry 是一個(gè)包含 key 和 value  的鍵值對(duì)，其中 key 為 ThreadLocal 本身，而 value 則是要存儲(chǔ)在 ThreadLocal 中的值。

根據(jù)上面的內(nèi)容，我們可以得出 ThreadLocal 相關(guān)對(duì)象的關(guān)系圖，如下所示：

也就是說(shuō)它們之間的引用關(guān)系是這樣的：Thread -> ThreadLocalMap -> Entry ->  Key,Value，因此當(dāng)我們使用線(xiàn)程池來(lái)存儲(chǔ)對(duì)象時(shí)，因?yàn)榫€(xiàn)程池有很長(zhǎng)的生命周期，所以線(xiàn)程池會(huì)一直持有 value 值，那么垃圾回收器就無(wú)法回收  value，所以就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存一直被占用，從而導(dǎo)致內(nèi)存溢出問(wèn)題的發(fā)生。

解決方案

ThreadLocal 內(nèi)存溢出的解決方案很簡(jiǎn)單，我們只需要在使用完 ThreadLocal 之后，執(zhí)行 remove  方法就可以避免內(nèi)存溢出問(wèn)題的發(fā)生了，比如以下代碼：

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue; import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit;  public class App {      /**      * 定義一個(gè) 10m 大的類(lèi)      */     static class MyTask {         // 創(chuàng)建一個(gè) 10m 的數(shù)組（單位轉(zhuǎn)換是 1M -> 1024KB -> 1024*1024B）         private byte[] bytes = new byte[10 * 1024 * 1024];     }      // 定義 ThreadLocal     private static ThreadLocal<MyTask> taskThreadLocal = new ThreadLocal<>();      // 測(cè)試代碼     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {         // 創(chuàng)建線(xiàn)程池         ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor =                 new ThreadPoolExecutor(5, 5, 60,                         TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(100));         // 執(zhí)行 n 次調(diào)用         for (int i = 0; i < 10; i++) {             // 執(zhí)行任務(wù)             executeTask(threadPoolExecutor);             Thread.sleep(1000);         }     }      /**      * 線(xiàn)程池執(zhí)行任務(wù)      * @param threadPoolExecutor 線(xiàn)程池      */     private static void executeTask(ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor) {         // 執(zhí)行任務(wù)         threadPoolExecutor.execute(new Runnable() {             @Override             public void run() {                 System.out.println("創(chuàng)建對(duì)象");                 try {                     // 創(chuàng)建對(duì)象（10M）                     MyTask myTask = new MyTask();                     // 存儲(chǔ) ThreadLocal                     taskThreadLocal.set(myTask);                     // 其他業(yè)務(wù)代碼...                 } finally {                     // 釋放內(nèi)存                     taskThreadLocal.remove();                 }             }         });     } }

以上程序的執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出我們只需要在 finally 中執(zhí)行 ThreadLocal 的 remove 方法之后就不會(huì)在出現(xiàn)內(nèi)存溢出的問(wèn)題了。

remove的秘密

那 remove 方法為什么會(huì)有這么大的魔力呢?我們打開(kāi) remove 的源碼看一下：

public void remove() {     ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());     if (m != null)         m.remove(this); }

關(guān)于ThreadLocal中內(nèi)存溢出的原因有哪些就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。

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