InheritableThreadLocal異步傳遞數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)原理
由于上次主要分析如何解決異步獲取不到Session問(wèn)題，所以沒(méi)有展開(kāi)分析留下的那個(gè)思考題：使用InheritableThreadLocal傳遞Session，為什么說(shuō)使用線(xiàn)程池不一定能獲取到Session，而不是一定獲取不到?
在Java中，一個(gè)Java線(xiàn)程就是一個(gè)操作系統(tǒng)線(xiàn)程，創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程需要通過(guò)new Thread創(chuàng)建，由JVM為T(mén)hread綁定操作系統(tǒng)線(xiàn)程，即便是使用線(xiàn)程池，也需要通過(guò)new Thread創(chuàng)建線(xiàn)程。
Thread類(lèi)有兩個(gè)ThreadLocal字段：
- public class Thread implements Runnable {
- ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
- ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;
- }
InheritableThreadLocal是ThreadLocal的子類(lèi)，本質(zhì)上就是一個(gè)ThreadLocal。
在Thread類(lèi)中，threadLocals與inheritableThreadLocals都是線(xiàn)程對(duì)象私有的，只能通過(guò)當(dāng)前線(xiàn)程對(duì)象寫(xiě)入和獲取數(shù)據(jù)，只是Thread會(huì)將寫(xiě)入inheritableThreadLocals的數(shù)據(jù)傳遞給子線(xiàn)程的inheritableThreadLocals。
當(dāng)我們往ThreadLocal或者InheritableThreadLocal寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，寫(xiě)入過(guò)程為：
- 1、ThreadLocal或者InheritableThreadLocal先調(diào)用Thread#currentThread靜態(tài)方法獲取當(dāng)前線(xiàn)程的Thread對(duì)象;
- 2、獲取Thread對(duì)象的threadLocals或者inheritableThreadLocals;
- 3、將ThreadLocal或者InheritableThreadLocal對(duì)象作為key，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到當(dāng)前Thread對(duì)象的threadLocals或者inheritableThreadLocals字段中。
因此，Thread的threadLocals與inheritableThreadLocals的key是ThreadLocal或者InheritableThreadLocal實(shí)例，value是寫(xiě)入的數(shù)據(jù)。
關(guān)于threadLocals我在前面一篇《反向理解ThreadLocal，或許這樣更容易理解》已經(jīng)詳細(xì)介紹過(guò)了，本篇重點(diǎn)分析inheritableThreadLocals是如何傳遞給子線(xiàn)程的。
默認(rèn)情況下，當(dāng)我們使用new Thread()創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程時(shí)，在Thread的構(gòu)造方法中會(huì)通過(guò)Thread#currentThread獲取當(dāng)前線(xiàn)程，將當(dāng)前線(xiàn)程作為新創(chuàng)建線(xiàn)程的父線(xiàn)程，所以就有了父子線(xiàn)程關(guān)系。
無(wú)論使用哪個(gè)重載的構(gòu)造方法創(chuàng)建Thread，都會(huì)在構(gòu)造方法中調(diào)用init方法完成初始化為T(mén)hread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(shù)默認(rèn)為true，所以只要父線(xiàn)程的inheritableThreadLocals字段不為空，就copy一份父線(xiàn)程的inheritableThreadLocals給當(dāng)前創(chuàng)建的線(xiàn)程對(duì)象，這就實(shí)現(xiàn)了將父線(xiàn)程的inheritableThreadLocals存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳遞給子線(xiàn)程。
使用InheritableThreadLocal我們不得不考慮的問(wèn)題：內(nèi)存泄漏。
ThreadLocal.ThreadLocalMap使用數(shù)組存儲(chǔ)元素，與HashMap不同，它通過(guò)開(kāi)放定址法解決hash沖突，不存在鏈表，通過(guò)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容數(shù)組可無(wú)限存儲(chǔ)元素，數(shù)組元素的類(lèi)型為Entry。
當(dāng)我們往ThreadLocal.ThreadLocalMap寫(xiě)入一個(gè)key-value時(shí)，ThreadLocalMap把key和value包裝成一個(gè)Entry，并通過(guò)key的hashcode值計(jì)算索引值，將Entry放到數(shù)組中。
ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry類(lèi)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(dāng)ThreadLocal釋放時(shí)，Entry的key變?yōu)閚ull，但由于value還在，如果Thread不釋放，那么Entry也就不會(huì)被垃圾收集器回收。
但如果線(xiàn)程是臨時(shí)創(chuàng)建的，在方法中創(chuàng)建且沒(méi)有被其它地方引用，當(dāng)線(xiàn)程執(zhí)行完成時(shí)就會(huì)被JVM銷(xiāo)毀，在線(xiàn)程實(shí)際退出之前由JVM調(diào)用線(xiàn)程的exit方法給線(xiàn)程對(duì)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(duì)象的exit方法被調(diào)用，就不會(huì)存在內(nèi)存泄漏問(wèn)題。只要線(xiàn)程用完就銷(xiāo)毀，那么使用InheritableThreadLocal，在子線(xiàn)程中不需要調(diào)用InheritableThreadLocal的remove方法也不會(huì)存在內(nèi)存泄漏的可能。
比如我們?cè)陧?xiàng)目中使用InheritableThreadLocal實(shí)現(xiàn)將Session傳遞給子線(xiàn)程：
- @GetMapping("/test")
- public SsoUser test() {
- // 獲取登錄用戶(hù)
- SsoUser ssoUser = SsoUserManager.curLoggedUser();
- System.out.println(ssoUser.getUserCode());
- // 支持子線(xiàn)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(xiàn)程只是臨時(shí)創(chuàng)建的，所以我們不需要在子線(xiàn)程中調(diào)用InheritableThreadLocal的remove方法，只需要在父線(xiàn)程調(diào)用一次remove方法，因?yàn)閠omcat的work線(xiàn)程是不會(huì)在一次請(qǐng)求結(jié)束后就銷(xiāo)毀的。
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了InheritableThreadLocal是如何實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)傳遞給子線(xiàn)程的，思考題的答案也就有了一半：由于InheritableThreadLocal只能將線(xiàn)程上下文傳遞給當(dāng)前線(xiàn)程創(chuàng)建的子線(xiàn)程，所以只有線(xiàn)程池中的線(xiàn)程是由當(dāng)前線(xiàn)程創(chuàng)建的才能夠傳遞。
但要知道另一半答案我們還需要從線(xiàn)程池中尋找。
使用不同參數(shù)構(gòu)建的線(xiàn)程池不同，常見(jiàn)的有單線(xiàn)程的線(xiàn)程池、只有固定數(shù)量核心線(xiàn)程的線(xiàn)程池、有固定數(shù)量核心線(xiàn)程和非核心線(xiàn)程的線(xiàn)程池、只有非核心線(xiàn)程的線(xiàn)程池。
線(xiàn)程池的幾個(gè)構(gòu)造參數(shù)說(shuō)明如下：
- corePoolSize：核心線(xiàn)程數(shù)，不會(huì)被釋放的線(xiàn)程數(shù)量(設(shè)置allowCoreThreadTimeOut為ture時(shí)例外);
- maximumPoolSize：線(xiàn)程池的最大線(xiàn)程數(shù)，等于核心線(xiàn)程與非核心線(xiàn)程的數(shù)量總和;
- keepAliveTime：非核心線(xiàn)程最大空閑等待時(shí)間，在指定空閑時(shí)間后如果還沒(méi)有任務(wù)則釋放該線(xiàn)程;
- workQueue：任務(wù)隊(duì)列，當(dāng)核心線(xiàn)程數(shù)用完時(shí)，任務(wù)被放入隊(duì)列。
一、線(xiàn)程池是臨時(shí)線(xiàn)程池
如果線(xiàn)程池是在當(dāng)前線(xiàn)程創(chuàng)建的，且任務(wù)都是由當(dāng)前線(xiàn)程提交的，線(xiàn)程池用完就消毀了，那么不管是哪種線(xiàn)程池，池中的線(xiàn)程都是由當(dāng)前線(xiàn)程所創(chuàng)建，在這種場(chǎng)景下，InheritableThreadLocal能夠?qū)ontext傳給給線(xiàn)程池中的任一線(xiàn)程。
二、線(xiàn)程池是全局線(xiàn)程池
如果線(xiàn)程池是全局線(xiàn)程池：
- 沒(méi)有核心線(xiàn)程且非核心線(xiàn)程的keepAliveTime等于0：線(xiàn)程都是用到才創(chuàng)建，且由于keepAliveTime等于0，線(xiàn)程用完可能就釋放了，在這種場(chǎng)景下，相當(dāng)于是由當(dāng)前線(xiàn)程創(chuàng)建子線(xiàn)程執(zhí)行任務(wù)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)透?jìng)?
- 沒(méi)有非核心線(xiàn)程：前(核心線(xiàn)程數(shù))個(gè)任務(wù)的提交都會(huì)創(chuàng)建線(xiàn)程，也都是由當(dāng)前線(xiàn)程創(chuàng)建，所以只有這幾個(gè)任務(wù)的執(zhí)行是能夠正常獲取父線(xiàn)程寫(xiě)入InheritableThreadLocal的數(shù)據(jù)的，后面提交的任務(wù)就不知道會(huì)被哪個(gè)核心線(xiàn)程拉取執(zhí)行了;
- 其它：....
因此，如果線(xiàn)程池是全局線(xiàn)程池，那么無(wú)論是哪個(gè)情況，都不建議使
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