InheritableThreadLocal异步数据传递原理

由于上次主要分析的是如何解决异步获取不到Session的问题，分析留下的思考问题就不展开了：使用InheritableThreadLocal来传递Session，为什么用线程池不一定能拿到Session，而不是拿不到呢？在Java中，一个Java线程就是一个操作系统线程。创建线程需要通过newThread来创建，JVM将操作系统线程绑定到Thread。即使使用线程池，也需要通过newThread创建线程。Thread类有两个ThreadLocal字段：publicclassThreadimplementsRunnable{ThreadLocal.ThreadLocalMapthreadLocals=null;ThreadLocal.ThreadLocalMapinheritableThreadLocals=null;}InheritableThreadLocal是ThreadLocal的子类，本质上是一个ThreadLocal。在Thread类中，threadLocals和inheritableThreadLocals都是线程对象私有的，只能通过当前线程对象写入和获取数据，但是Thread会把写入inheritableThreadLocals的数据传递给子线程的inheritableThreadLocals。当我们向ThreadLocal或InheritableThreadLocal写入数据时，写入过程如下：1.ThreadLocal或InheritableThreadLocal首先调用Thread#currentThread静态方法获取当前线程的Thread对象；2、获取Thread对象的threadLocals或inheritableThreadLocals；InheritableThreadLocal对象作为键值写入当前Thread对象的threadLocals或inheritableThreadLocals字段。所以Thread的threadLocals和inheritableThreadLocals的key是ThreadLocal或者InheritableThreadLocal的实例，value是写入的数据。threadLocals我在之前的文章《反向理解ThreadLocal，或许这样更容易理解》已经详细介绍过了。本文重点介绍如何将inheritableThreadLocals传递给子线程。默认情况下，当我们使用newThread()创建线程时，会在Thread构造方法中通过Thread#currentThread获取到当前线程，并将当前线程作为新创建线程的父线程，所以有是父子线程关系。无论使用哪种重载的构造方法来创建Thread，构造方法中都会调用init方法完成初始化并对Thread字段赋值，而init方法中有这么一段代码：privatevoidinit(ThreadGroupg,Runnabletarget,Stringname,longstackSize,AccessControlContextacc,booleaninheritThreadLocals){......如果(inheritThreadLocals&&parent.inheritableThreadLocals!=null)this.inheritableThreadLocals=ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);......}在init方法，由于inheritThreadLocals参数默认为true，所以只要父线程的inheritableThreadLocals字段不为空，将父线程的inheritableThreadLocals复制到当前创建的线程对象中，就实现了数据的传递保存在父线程的inheritableThreadLocals中给子线程。使用InheritableThreadLocal我们要考虑的问题：内存泄漏。ThreadLocal.ThreadLocalMap使用数组来存储元素。与HashMap不同的是，它使用开放的寻址方式来解决哈希冲突。没有链表，数组可以通过动态扩充数组来无限存储元素。数组元素的类型是Entry。当我们向ThreadLocal.ThreadLocalMap写入一个key-value时，ThreadLocalMap会将key和value打包成一个Entry，通过key的hashcode值计算出索引值，并将Entry放入一个数组中。ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry类的源码如下：staticclassEntryextendsWeakReference>{Objectvalue;Entry(ThreadLocalk,Objectv){super(k);value=v;}}虽然key是一个弱引用的ThreadLocal，当ThreadLocal被释放的时候，Entry的key就变成了null，但是由于value还在，如果Thread没有被释放，这个Entry就不会被垃圾回收器回收。但是如果线程是临时创建的，在方法中创建，没有在其他地方引用，线程执行完成后会被JVM销毁，JVM会在线程执行前调用线程的exit方法清理线程对象线程实际退出。exit方法的部分源码如下。privatevoidexit(){...threadLocals=null;inheritableThreadLocals=null;...}因此，只要调用Thread对象的exit方法，就不会出现内存泄漏问题。线程只要用完就会被销毁，所以使用InheritableThreadLocal，不需要在子线程中调用InheritableThreadLocal的remove方法，也不会有内存泄露的可能。比如我们在项目中使用InheritableThreadLocal将Session传递给子线程：@GetMapping("/test")publicSsoUsertest(){//获取登录用户SsoUserssoUser=SsoUserManager.curLoggedUser();System.out.println(ssoUser.getUserCode());//支持子线程传递newThread(()->{try{Thread.sleep(100);SsoUserssoUser2=SsoUserManager.curLoggedUser();System.out.println(ssoUser2.getUserCode());}catch(InterruptedExceptione){}}).start();returnssoUser;}这种情况下，由于子线程只是临时创建的，我们不需要在子线程中调用InheritableThreadLocal的remove方法，只需要在父线程调用一次remove方法，因为tomcat的工作线程不会在一次请求结束后销毁。既然知道了InheritableThreadLocal是如何给子线程传递数据的，那么问题的答案就说了一半：由于InheritableThreadLocal只能将线程上下文传递给当前线程创建的子线程，所以只有线程池中的线程才会被当前线程创建的当前线程可以通过。但是要知道另一半的答案，我们还是需要从线程池中去寻找。不同参数构建的线程池是不一样的。常见的线程池有单线程线程池、只有固定数量的核心线程的线程池、固定数量的核心线程和非核心线程的线程池、只有非核心线程的线程池。线程池的几个构造参数解释如下：corePoolSize：核心线程数，不会释放的线程数（allowCoreThreadTimeOut设置为true时除外）；maximumPoolSize：线程池的最大线程数，等于核心线程数与非核心线程数之和；keepAliveTime：一个非核心线程的最大空闲等待时间，如果超过指定的空闲时间没有任务，该线程将被释放；workQueue：任务队列，当核心线程数用完后，会将任务放入队列。1、线程池是一个临时的线程池。如果线程池是在当前线程中创建的，任务是当前线程提交的，那么线程池用完就会销毁，所以无论是哪种线程池，池中的线程都会be是由当前线程创建的。在这种场景下，InheritableThreadLocal可以将Context传递给线程池中的任意线程。2.线程池是全局线程池如果线程池是全局线程池：没有核心线程，非核心线程的keepAliveTime等于0：线程只有在使用的时候才创建，因为keepAliveTime等于0，线程用完就可以释放。在这种场景下，相当于创建了子线程，由当前线程来执行任务，所以可以实现透传；没有非核心线程：前一个（核心线程数）任务的提交都会创建线程，都是当前线程创建的。所以只有这几个任务的执行才能正常获取父线程写入InheritableThreadLocal的数据，后面提交的任务就不知道会拉到哪个核心线程执行；其他：....所以，如果线程池是全局线程池，那么不管是什么情况，都不建议让本文转载自微信公众号“Java艺术”，可以通过以下二维码。转载本文请联系爪哇艺术公众号。