java中InheritableThreadLocal異步傳遞數據的實現原理

本篇內容主要講解“java中InheritableThreadLocal異步傳遞數據的實現原理”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“java中InheritableThreadLocal異步傳遞數據的實現原理”吧!

在Java中，一個Java線程就是一個操作系統線程，創建一個線程需要通過new  Thread創建，由JVM為Thread綁定操作系統線程，即便是使用線程池，也需要通過new Thread創建線程。

Thread類有兩個ThreadLocal字段：

public class Thread implements Runnable {     ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;     ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null; }

InheritableThreadLocal是ThreadLocal的子類，本質上就是一個ThreadLocal。

在Thread類中，threadLocals與inheritableThreadLocals都是線程對象私有的，只能通過當前線程對象寫入和獲取數據，只是Thread會將寫入inheritableThreadLocals的數據傳遞給子線程的inheritableThreadLocals。

當我們往ThreadLocal或者InheritableThreadLocal寫入數據時，寫入過程為：

• 1、ThreadLocal或者InheritableThreadLocal先調用Thread#currentThread靜態方法獲取當前線程的Thread對象;

• 2、獲取Thread對象的threadLocals或者inheritableThreadLocals;

• 3、將ThreadLocal或者InheritableThreadLocal對象作為key，將數據寫入到當前Thread對象的threadLocals或者inheritableThreadLocals字段中。

因此，Thread的threadLocals與inheritableThreadLocals的key是ThreadLocal或者InheritableThreadLocal實例，value是寫入的數據。

關于threadLocals我在前面一篇《反向理解ThreadLocal，或許這樣更容易理解》已經詳細介紹過了，本篇重點分析inheritableThreadLocals是如何傳遞給子線程的。

默認情況下，當我們使用new  Thread()創建一個線程時，在Thread的構造方法中會通過Thread#currentThread獲取當前線程，將當前線程作為新創建線程的父線程，所以就有了父子線程關系。

無論使用哪個重載的構造方法創建Thread，都會在構造方法中調用init方法完成初始化為Thread字段賦值，而init方法中有這樣一段代碼：

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,                       long stackSize, AccessControlContext acc,                       boolean inheritThreadLocals) {         ......         if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)             this.inheritableThreadLocals =                 ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);        ...... }

在init方法中，由于inheritThreadLocals參數默認為true，所以只要父線程的inheritableThreadLocals字段不為空，就copy一份父線程的inheritableThreadLocals給當前創建的線程對象，這就實現了將父線程的inheritableThreadLocals存儲的數據傳遞給子線程。

使用InheritableThreadLocal我們不得不考慮的問題：內存泄漏。

ThreadLocal.ThreadLocalMap使用數組存儲元素，與HashMap不同，它通過開放定址法解決hash沖突，不存在鏈表，通過動態擴容數組可無限存儲元素，數組元素的類型為Entry。

當我們往ThreadLocal.ThreadLocalMap寫入一個key-value時，ThreadLocalMap把key和value包裝成一個Entry，并通過key的hashcode值計算索引值，將Entry放到數組中。

ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry類的源碼如下:

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {    Object value;    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {        super(k);        value = v;    } }

雖然key為弱引用的ThreadLocal，當ThreadLocal釋放時，Entry的key變為null，但由于value還在，如果Thread不釋放，那么Entry也就不會被垃圾收集器回收。

但如果線程是臨時創建的，在方法中創建且沒有被其它地方引用，當線程執行完成時就會被JVM銷毀，在線程實際退出之前由JVM調用線程的exit方法給線程對象完成清理。exit方法部分源碼如下。

private void exit() {     ......     threadLocals = null;     inheritableThreadLocals = null;     ...... }

因此，只要Thread對象的exit方法被調用，就不會存在內存泄漏問題。只要線程用完就銷毀，那么使用InheritableThreadLocal，在子線程中不需要調用InheritableThreadLocal的remove方法也不會存在內存泄漏的可能。

比如我們在項目中使用InheritableThreadLocal實現將Session傳遞給子線程：

@GetMapping("/test") public SsoUser test() {     // 獲取登錄用戶     SsoUser ssoUser = SsoUserManager.curLoggedUser();     System.out.println(ssoUser.getUserCode());     // 支持子線程傳遞     new Thread(() -> {         try {             Thread.sleep(100);             SsoUser ssoUser2 = SsoUserManager.curLoggedUser();             System.out.println(ssoUser2.getUserCode());         } catch (InterruptedException e) {         }     }).start();     return ssoUser; }

在此案例中，由于子線程只是臨時創建的，所以我們不需要在子線程中調用InheritableThreadLocal的remove方法，只需要在父線程調用一次remove方法，因為tomcat的work線程是不會在一次請求結束后就銷毀的。

現在我們已經知道了InheritableThreadLocal是如何實現將數據傳遞給子線程的，思考題的答案也就有了一半：由于InheritableThreadLocal只能將線程上下文傳遞給當前線程創建的子線程，所以只有線程池中的線程是由當前線程創建的才能夠傳遞。

但要知道另一半答案我們還需要從線程池中尋找。

使用不同參數構建的線程池不同，常見的有單線程的線程池、只有固定數量核心線程的線程池、有固定數量核心線程和非核心線程的線程池、只有非核心線程的線程池。

線程池的幾個構造參數說明如下：

• corePoolSize：核心線程數，不會被釋放的線程數量(設置allowCoreThreadTimeOut為ture時例外);

• maximumPoolSize：線程池的最大線程數，等于核心線程與非核心線程的數量總和;

• keepAliveTime：非核心線程最大空閑等待時間，在指定空閑時間后如果還沒有任務則釋放該線程;

• workQueue：任務隊列，當核心線程數用完時，任務被放入隊列。

一、線程池是臨時線程池

如果線程池是在當前線程創建的，且任務都是由當前線程提交的，線程池用完就消毀了，那么不管是哪種線程池，池中的線程都是由當前線程所創建，在這種場景下，InheritableThreadLocal能夠將Context傳給給線程池中的任一線程。

二、線程池是全局線程池

如果線程池是全局線程池：

• 沒有核心線程且非核心線程的keepAliveTime等于0：線程都是用到才創建，且由于keepAliveTime等于0，線程用完可能就釋放了，在這種場景下，相當于是由當前線程創建子線程執行任務，因此能夠實現透傳;

• 沒有非核心線程：前(核心線程數)個任務的提交都會創建線程，也都是由當前線程創建，所以只有這幾個任務的執行是能夠正常獲取父線程寫入InheritableThreadLocal的數據的，后面提交的任務就不知道會被哪個核心線程拉取執行了;

到此，相信大家對“java中InheritableThreadLocal異步傳遞數據的實現原理”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！