這是任何一款成熟的商業(yè)產(chǎn)品該具有的模樣：核心業(yè)務代碼占比應是少部分吉拳，而圍繞在核心代碼之外的大部分代碼都是為了產(chǎn)品體驗更友好质帅，考慮的更周全，能應付各種惡劣的場景)

正文

先回憶一下留攒，內(nèi)存泄露產(chǎn)生的原因：使用了ThreadLocal煤惩，但使用完畢之后未調(diào)用remove方法進行清除

那么本質(zhì)上，本文要探索的問題是：如果確實在未主動調(diào)用remove的情況下造成了內(nèi)存泄露炼邀，JDK做了什么努力來降低這種影響

基本事實

此處先了解一個基本事實：ThreadLocalMap是一個自定義的 hash map魄揉，它與java.util.HashMap在解決hash沖突時所采取的策略不同：ThreadLocalMap使用的是線性探測法來解決沖突，而java.util.HashMap使用的是鏈地址法解決沖突

此處簡單介紹一下線性探測法的原理拭宁。假設(shè)一個數(shù)組長度為n洛退，通過對待放入的Key的hash值對n求余得到要存儲的位置index[index = hash(key)%n]，如果該位置已經(jīng)被占用杰标，則令index = index + 1兵怯，繼續(xù)探測下一個位置，直到找到一個空閑的位置為止腔剂，該位置就是最終存儲元素的位置媒区，如圖示：

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回到JDK作者解決內(nèi)存泄露的思路，我們來設(shè)想這樣一個場景：

假設(shè)一名古代強盜掸犬，其目的是強劫金銀財寶袜漩，見人就搶風險大收益低，大部分是貧困百姓湾碎，搶了也沒幾個錢宙攻，還冒著暴露的風險；直接上達官貴族家里搶又找不著門路胜茧，或許可能更危險粘优，那怎么辦呢仇味？

強盜們也不笨：此山是我開，此路是我栽雹顺，若要從此過丹墨，留下買路財，選擇直接在通往城鎮(zhèn)的主干道上蹲點嬉愧，見到衣著華貴帶有大批貨物贩挣，攜帶的保鏢兵團也不強的商人，這大概率就是要下手的目標人群没酣。這里的核心邏輯在于：商人們無論進王财、出城貿(mào)易，都需要經(jīng)過城鎮(zhèn)的主干大道裕便，因此在主干道上蹲點能夠【集中兵力】實現(xiàn)效益的最大化

JDK的作者們也是采用了類似的思路：在經(jīng)常被調(diào)用的方法(主干道)上去尋找那些已經(jīng)不使用的臟數(shù)據(jù)并清理掉绒净。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)效益的最大化：使用了最低的成本(僅在少數(shù)方法內(nèi)部去做這件事)解決了最大的問題(內(nèi)存泄露)，這也是2\8原則的一種體現(xiàn)

因此偿衰，對于ThreadLocal而言挂疆，需要識別出哪些方法被經(jīng)常調(diào)用的，然后在這些方法上"動手腳"下翎。如下圖示缤言，應該很輕易看出：get、set视事、remove是最常用的

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ThreadLocal中清理臟數(shù)據(jù)的方法是java.lang.ThreadLocal.ThreadLocalMap#expungeStaleEntry胆萧，如下示：

// java.lang.ThreadLocal.ThreadLocalMap#expungeStaleEntry

// staleSlot: 待清理的slot，該slot指向的entry一定是stale(舊的)俐东，即key一定是null[ThreadLocal.get()為null]
private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;

    // expunge entry at staleSlot
    tab[staleSlot].value = null;
    tab[staleSlot] = null;
    size--;

    // ...(省略)
    return i;
}

入?yún)ⅲ簊taleSlot跌穗，待清理的slot，該slot指向的entry一定stale(舊的)犬性，即key一定是null[ThreadLocal.get()為null]

畫外音：該方法只專注于理清Entry這件事瞻离，而不管Entry的內(nèi)容實際上是否舊的腾仅，因此需要由調(diào)用方來保證staleSlot指向的entry一定stale

代碼邏輯：

• 將entry里值的強引用置為null乒裆，即斷掉指向值對象的強引用(這樣值對象就對被GC回收)

• 將entry對應引用置為null，即斷掉指向Entry對象的強引用(這樣Entry就能被GC回收)

因此推励，只要調(diào)用expungeStaleEntry方法鹤耍，就能將無用entry(臟數(shù)據(jù))回收清理掉。現(xiàn)在來看看哪些方法調(diào)用了它：

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我們只看到了一個remove方法验辞，與上面說的set\get\remove好像不太對應稿黄？其實只是由于方法分層，沒有直接在set\get里調(diào)用跌造，沒關(guān)系杆怕，由于調(diào)用鏈路比較深族购，筆者使用一張簡單來表示，有興趣的看官們可以拿著手中源碼一起對照著看

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從上圖中可以看出陵珍，每次調(diào)用set\get\remove寝杖，確實最終會調(diào)用到expungeStaleEntry方法并將無用entry(臟數(shù)據(jù))回收清理掉

方法眾多，筆者挑一個相對有意思的cleanSomeSlots進行分析

方法簽名為private boolean cleanSomeSlots(int i, int n)互纯，從方法名稱上看瑟幕，"清理一些slots" 意味著它會清理slot，但很有可能只會清理一些而不是清理所有留潦，因此"一些"是作者刻意為之只盹，巧妙地設(shè)計成對數(shù)次的掃描清理，這是設(shè)計上的一個Trade Off :

• 如果不清理兔院，方法誠然很快就能完成并返回殖卑，但是這就意味著內(nèi)存泄露，意味著臟垃圾

• 如果全清理坊萝，每次插入都伴隨著entry數(shù)組的全掃描懦鼠，隨著數(shù)組的擴容，put方法性能會持續(xù)惡化

因此屹堰，需要找到完全不掃描與slot數(shù)量成正比的掃描次數(shù)之間的平衡肛冶，即O(1)與O(n)之間的平衡，學過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同學應該很輕易聯(lián)想到O(log2[n])扯键，不會隨著數(shù)組的擴容而導致掃描效率變低睦袖。實現(xiàn)細節(jié)如下：

private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) {
    boolean removed = false;
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    do {
        i = nextIndex(i, len);
        Entry e = tab[i];
        if (e != null && e.get() == null) {
            n = len;
            removed = true;
            i = expungeStaleEntry(i);
        }
    } while ( (n >>>= 1) != 0); // 右移1位，相當于除以2
    return removed;
}

至此荣刑，看官們是否有一種似曾相識的感覺馅笙，腦瓜中隱隱約約回憶起某個組件有過類似場景的處理：Redis的過期淘汰策略

對于Redis過期的Key，采用的是定期刪除 + 惰性刪除 機制

定期刪除： Redis每隔一定的時間厉亏，就抽取"一批"而不是“所有”過期的Key進行刪除董习，通過控制刪除Key的數(shù)量、執(zhí)行間隔來減少CPU的消耗

惰性刪除： Redis在獲取某個Key時爱只，檢查一下是否過期皿淋，如果已過期就執(zhí)行刪除操作并返回空

其中的定期刪除所采用的思想與cleanSomeSlots如出一轍：都是選取一批而不是全部的Key來進行刪除，以此來權(quán)衡內(nèi)存占用與CPU占用之間的關(guān)系

你瞧恬试，大牛們思想是一致的窝趣，技術(shù)的本質(zhì)都是相通的！

總結(jié)

本文主要是表達了一個觀點：ThreadLocal不恰當使用姿勢盡管容易造成內(nèi)存泄露训柴，但是做為一個成熟的產(chǎn)品哑舒，作者有努力去解決這個問題，已經(jīng)盡可能地把問題造成的影響最小化幻馁。在這個過程中洗鸵，我們還發(fā)現(xiàn)了一個設(shè)計上的Trade Off越锈，并且思想上與Redis的過期淘汰策略一致(知識的遷移)，如果大家能從中獲得一些啟發(fā)膘滨，將會是看官們閱讀本文最大的收獲瞪浸，至少筆者本人是這樣

畫外音

常常會看到這樣的簡歷：閱讀過XXX源碼。嗯吏祸，是的对蒲，閱讀過，然后呢贡翘？有沒有得到一些啟發(fā)呢蹈矮，思想上有沒有更進步呢？大家都閱讀同一份源碼鸣驱，為什么有人就能從中獲得巨大的知識泛鸟，而自己卻云里霧里？筆者認為踊东，閱讀一款優(yōu)秀的開源框架代碼北滥，如果深陷代碼細節(jié)泥淖中而未曾GET到作者的思想，可能是看了個寂寞闸翅。并非細節(jié)不重要再芋，而是相比于具體怎么實現(xiàn)的細節(jié)，思想上的收獲可能來的更有用一些：一旦掌握思想坚冀，你也大概率能寫出來類似功能的代碼济赎，區(qū)別僅在于好與壞；如果連思想都未曾學到记某，區(qū)別就是有與無了司训！