解决threadLocal父子变量传递问题

一、问题的提出

在系统开发过程中常使用ThreadLocal进行传递日志的RequestId，由此来获取整条请求链路。然而当线程中开启了其他的线程，此时ThreadLocal里面的数据将会出现无法获取／读取错乱，甚至还可能会存在内存泄漏等问题，下面用代码来演示一下这个问题。

普通代码示例：

 

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并行流代码示例：

[图片上传中...(image-b7fe28-1545751320761-12)]

二、问题的解决

ThreadLocal的子类InheritableThreadLocal其实已经帮我们处理好了，通过这个组件可以实现父子线程之间的数据传递，在子线程中能够父线程中的ThreadLocal本地变量。

三、源码的分析

 

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可以看出InheritableThreadLocal继承自ThreadLocal，并重写了三个相关方法。

再回来过来看ThreadLocal的源码：

 

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我们发现InheritableThreadLocal中createMap，以及getMap方法处理的对象不一样了，其中在ThreadLocal中处理的是threadLocals，而InheritableThreadLocal中的是inheritableThreadLocals，我们再顺藤摸瓜看一下Thread对象的处理，其中在init源码中我们看到这么一段代码：

 

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代码的意思是在Thread获取先父亲线程parent（即要创建子线程的当前这个线程）。当父亲线程中对inherThreadLocals进行了赋值，就会把当前线程的本地变量（也就是父线程的inherThreadLocals）进行createInheritedMap方法操作。查看源码createInheritedMap方法，源码可知此操作就是将赋线程的threadLocalMap传递给子线程。

 

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我们写个代码测试一下：

 

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看起来似乎真的是解决了我们无法传递的问题。

四、真的就这么美好么？我们来和线程池搭配一下

 

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测试结果显示两次赋值，得到的结果还是第一次的值！为什么？

其实原因也很简单，我们的线程池会缓存使用过的线程。当线程需要被重复利用的时候，并不会再重新执行init()初始化方法，而是直接使用已经创建过的线程，所以这里的值不会二次产生变化，那么该怎么做到真正的父子线程数据传递呢？

五、真正的解决方案：阿里的transmittable-thread-local了解一下

JDK的InheritableThreadLocal类可以完成父线程到子线程的值传递。但对于使用线程池等会池化复用线程的组件的情况，线程由线程池创建好，并且线程是池化起来反复使用的；这时父子线程关系的ThreadLocal值传递已经没有意义，应用需要的实际上是把任务提交给线程池时的ThreadLocal值传递到任务执行时。

首先分析一下最核心的类：TransmittableThreadLocal

 

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首先TransmittableThreadLocal继承自InheritableThreadLocal，这样可以在不破坏原有InheritableThreadLocal特性的情况下，还能充分使用Thread线程创建过程中执行init方法，从而达到父子线程传递数据的目的。

这里有一个很重要的变量holder：源码如下

1. holder中存放的是InheritableThreadLocal本地变量。

2. WeakHashMap支持存放空置。

 

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主要的几个相关方法：源码如下

1. get方法调用时，先获取父亲的相关数据判断是否有数据，然后在holder中把自身也给加进去。

2. set方法调用时，先在父亲中设置，再本地判断是holder否为删除或者是新增数据。

3. remove调用时，先删除自身，再删除父亲中的数据，删除也是直接以自身this作为变量Key。

 

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采用包装的形式来处理线程池中的线程不会执行初始化的问题，源码如下：

1. 先取得holder。

2. 备份线程本地数据

3. run原先的方法

4. 还原线程本地数据

 

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备份方法：

1. 先获取holder中的数据

2. 进行迭代，数据在captured中不存在，但是holder中存在，说明是后来加进去的，进行删除。

3. 再将captured设置到当前线程中。

 

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还原方法：

1. 先获取holder中的数据

2. backup中不存在，holder中存在，说明是后面加进去的，进行删除还原操作。

3. 再将backup设置到当前线程中。

 

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下面是几个典型场景例子。

1. 分布式跟踪系统

2. 日志收集记录系统上下文

3. 应用容器或上层框架跨应用代码给下层SDK传递信息

项目地址：https://github.com/alibaba/transmittable-thread-local

作者：面瘫男的自我修养
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来源：简书
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