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TransmittableThreadLocal解決線程間上下文傳遞煩惱

更新時(shí)間：2022年11月29日 10:06:38 作者：夢想實(shí)現(xiàn)家_Z

這篇文章主要為大家介紹了TransmittableThreadLocal解決線程間上下文傳遞煩惱詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

前言

在一些項(xiàng)目中，經(jīng)常會(huì)遇到需要把當(dāng)前線程中的上下文傳遞到其他線程中的情況，比如某項(xiàng)目包含國際化操作，在業(yè)務(wù)請求進(jìn)來時(shí)需要把對應(yīng)的國家代碼存儲(chǔ)到當(dāng)前線程中，以便后續(xù)的業(yè)務(wù)邏輯能夠根據(jù)國家代碼正確地處理；另外在一些異步化操作中，也要保證異常線程中也能夠正確地獲取到對應(yīng)的國家代碼。

在上述業(yè)務(wù)場景中，我們很自然的就想到了使用ThreadLocal，但是ThreadLocal無法解決父子線程間上下文傳遞的問題，此時(shí)InheritableThreadLocal站出來了，它在創(chuàng)建子線程的過程中

拷貝了父親線程中的inheritableThreadLocals數(shù)據(jù)，在new Thread()代碼中，有一段這樣的代碼：

Thread parent = currentThread();
if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)
    this.inheritableThreadLocals =
                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);

但是在真實(shí)的項(xiàng)目當(dāng)中，異步操作幾乎都是用的線程池來處理，也就意味著線程是復(fù)用的，這就導(dǎo)致了不同任務(wù)的上下文使用的是同一個(gè)線程的上下文，這就會(huì)導(dǎo)致程序出現(xiàn)意料不到的BUG。

針對這種情況，我們發(fā)現(xiàn)應(yīng)該把線程上下文轉(zhuǎn)變成任務(wù)上下文，這樣的話才能避免多個(gè)任務(wù)共用一個(gè)線程上下文，為此我們不得不封裝一下每一個(gè)傳入線程池的任務(wù)：

class RunnableWrap implements Runnable {
    private ThreadLocal threadLocal;
    private Object context;
    private Runnable task;
    public RunnableWrap(ThreadLocal threadLocal, Runnable task) {
      this.threadLocal = threadLocal;
      this.context = threadLocal.get();
      this.task = task;
    }
    @Override
    public void run() {
      try {
        threadLocal.set(context);
        task.run();
      } finally {
        threadLocal.remove();
      }
    }
  }

但是這樣做確實(shí)不是很優(yōu)雅，所以為何不用TransmittableThreadLocal試試呢？

示例

我們來通過一個(gè)示例演示一下TransmittableThreadLocal是否能夠在線程池中實(shí)現(xiàn)上下文的傳遞，并且滿足任務(wù)間上下文的隔離效果：

private static TransmittableThreadLocal<String> CONTEXT = new TransmittableThreadLocal<>();
// 使用只有一個(gè)線程的線程池，測試線程復(fù)用是否影響TransmittableThreadLocal的效果
private static final Executor EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(1);
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 設(shè)置主線程的上下文為"china"
    CONTEXT.set("china");
    // 創(chuàng)建第一個(gè)任務(wù)，通過TtlRunnable.get()包裝；
    // 在第一個(gè)任務(wù)中查看上下文數(shù)據(jù)，檢查是否拿到正確的上下文；
    // 另外再修改掉該上下文，主要測試是否會(huì)影響第二個(gè)任務(wù)的上下文；
    Runnable task1 = TtlRunnable.get(() -> {
      Thread thread = Thread.currentThread();
      System.out.println(thread.getName() + "開始");
      String countryCode = CONTEXT.get();
      System.out.println("第一個(gè)任務(wù)執(zhí)行結(jié)果：" + countryCode);
      // 修改該線程中上下文值，檢查是否影響第二個(gè)任務(wù)
      CONTEXT.set("US");
      System.out.println(thread.getName() + "結(jié)束");
    });
    // 第二個(gè)任務(wù)主要測試上下文是否受第一個(gè)任務(wù)的影響
    Runnable task2 = TtlRunnable.get(() -> {
      Thread thread = Thread.currentThread();
      System.out.println(thread.getName() + "開始");
      String countryCode = CONTEXT.get();
      System.out.println("第二個(gè)任務(wù)執(zhí)行結(jié)果：" + countryCode);
      System.out.println(thread.getName() + "結(jié)束");
    });
    // 按順序執(zhí)行兩個(gè)任務(wù)，全部放到線程池中執(zhí)行
    CompletableFuture.runAsync(task1, EXECUTOR1)
        .thenRunAsync(task2, EXECUTOR1);
    // 檢查主線程上下文是否受影響；
    String countryCode = CONTEXT.get();
    System.out.println("主線程執(zhí)行結(jié)果：" + countryCode);
    Thread.sleep(10000);
  }

1.我們準(zhǔn)備了只有一個(gè)線程的線程池，主要測試線程復(fù)用的情況；

2.準(zhǔn)備了兩個(gè)任務(wù)，第一個(gè)任務(wù)檢查是否能夠拿到正確的上下文數(shù)據(jù)；第二個(gè)任務(wù)測試是否因?yàn)榈谝粋€(gè)任務(wù)修改上下文受到影響；

執(zhí)行結(jié)果如下：

pool-1-thread-1開始
第一個(gè)任務(wù)執(zhí)行結(jié)果：china
pool-1-thread-1結(jié)束
pool-1-thread-1開始
第二個(gè)任務(wù)執(zhí)行結(jié)果：china
pool-1-thread-1結(jié)束
主線程執(zhí)行結(jié)果：china

通過上述示例，我們可以得出以下結(jié)論：

1.TransmittableThreadLocal可以讓線程池中的上下文保持和父線程一致；

2.TransmittableThreadLocal解決了線程復(fù)用導(dǎo)致多任務(wù)共享同一個(gè)線程上下文的問題；

使用方式

包裝任務(wù)

通過上述示例，我們學(xué)到了最基本的一種使用方式：TtlRunnable.get()，它可以用來包裝Runnable接口的所有實(shí)例；
同樣的，針對Callable下的實(shí)例，我們可以使用TtlCallable.get()來包裝

包裝線程池

為了我們在使用線程池時(shí)，不用每次都使用TtlRunnable或TtlCallable來包裝所有任務(wù)，TransmittableThreadLocal還提供了包裝線程池的方法：

TtlExecutors.getTtlExecutor(Executors.newFixedThreadPool(1));

通過包裝好的線程池，我們可以修改一下上面的示例代碼：

private static TransmittableThreadLocal<String> CONTEXT = new TransmittableThreadLocal<>();
// 使用只有一個(gè)線程的線程池，測試線程復(fù)用是否影響TransmittableThreadLocal的效果
private static final Executor EXECUTOR = TtlExecutors.getTtlExecutor(Executors.newFixedThreadPool(1));
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 設(shè)置主線程的上下文為"china"
    CONTEXT.set("china");
    // 創(chuàng)建第一個(gè)任務(wù)，通過TtlRunnable.get()包裝；
    // 在第一個(gè)任務(wù)中查看上下文數(shù)據(jù)，檢查是否拿到正確的上下文；
    // 另外再修改掉該上下文，主要測試是否會(huì)影響第二個(gè)任務(wù)的上下文；
    Runnable task1 = () -> {
      Thread thread = Thread.currentThread();
      System.out.println(thread.getName() + "開始");
      String countryCode = CONTEXT.get();
      System.out.println("第一個(gè)任務(wù)執(zhí)行結(jié)果：" + countryCode);
      // 修改該線程中上下文值，檢查是否影響第二個(gè)任務(wù)
      CONTEXT.set("US");
      System.out.println(thread.getName() + "結(jié)束");
    };
    // 第二個(gè)任務(wù)主要測試上下文是否受第一個(gè)任務(wù)的影響
    Runnable task2 = () -> {
      Thread thread = Thread.currentThread();
      System.out.println(thread.getName() + "開始");
      String countryCode = CONTEXT.get();
      System.out.println("第二個(gè)任務(wù)執(zhí)行結(jié)果：" + countryCode);
      System.out.println(thread.getName() + "結(jié)束");
    };
    // 按順序執(zhí)行兩個(gè)任務(wù)，全部放到線程池中執(zhí)行
    CompletableFuture.runAsync(task1, EXECUTOR1)
        .thenRunAsync(task2, EXECUTOR1);
    // 檢查主線程上下文是否受影響；
    String countryCode = CONTEXT.get();
    System.out.println("主線程執(zhí)行結(jié)果：" + countryCode);
    Thread.sleep(10000);
  }

1.可以看出，我們包裝好線程池后，就不再需要包裝任務(wù)了，所有的任務(wù)都不需要TtlRunnable.get()；

2.從包裝好的線程池中我們可以發(fā)現(xiàn)，返回的實(shí)例其實(shí)是ExecutorTtlWrapper對象，里面的submit方法、execute()方法上把傳進(jìn)去Runnable參數(shù)使用TtlRunnable.get()做了一層包裝；

小結(jié)

本文從業(yè)務(wù)角度切入，通過層層遞進(jìn)的方式從ThreadLocal、InheritableThreadLocal在業(yè)務(wù)上的應(yīng)用及產(chǎn)生的相關(guān)問題點(diǎn)，逐步引出TransmittableThreadLocal，通過示例的方式驗(yàn)證TransmittableThreadLocal符合我們的需求，并且了解了TransmittableThreadLocal針對任務(wù)及線程池的使用方式：

1.針對任務(wù)Runnable、Callable實(shí)例，使用TtlRunnable.get()、TtlCallable.get()包裝；

2.針對線程池，使用TtlExecutors.getTtlExecutor()包裝；

以上就是TransmittableThreadLocal解決線程間上下文傳遞煩惱的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于TransmittableThreadLocal線程傳遞的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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