你有没有被ThreadLocal坑过?

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 写给自己看,说给别人听。你好,这是think123的第91篇原创文章


上一篇文章发出去后,雄哥说我写得挺好,但是有一些关于ThreadLocal的坑没有指出来。大佬不愧是大佬,一语中的。

因此这篇来看看ThreadLocal存在什么问题,又有怎样的解决方案

ThreadLocal的问题

ThreadLocal是线程变量,每个线程都会有一个ThreadLocal副本。

每个Thread都维护着一个ThreadLocalMap, ThreadLocalMap 中存在一个弱引用Entry。

你有没有被ThreadLocal坑过?
thread-local.png

如果一个ThreadLocal没有外部强引用来引用它,那么系统 GC 的时候,这个ThreadLocal势必会被回收。

这样一来,ThreadLocalMap中就会出现key为null的Entry,就没有办法访问这些key为null的Entry的value。

如果当前线程迟迟不结束的话,这些key为null的Entry的value就会一直存在一条强引用链Thread Ref -> Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value 永远无法回收,造成内存泄漏。

虽然在调用get()、set()、remove()的时候会清除所有key为null的value,但是如果调用者不调用也没办法。

关于ThreadLocalMap的分析可以参考我写的这篇开放寻址的ThreadLocalMap分析

另外,使用ThreadLocal,在子线程中我们是获取不到父线程中的ThreadLocal的值的。

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test-single-thread.png

输出结果如下

你有没有被ThreadLocal坑过?
single-thread-test-result.png

如何获取父线程中ThreadLocal的值?

使用InheritableThreadLocal。

InheritableThreadLocal重写了getMap与createMap方法,ThreadLocal使用的是Thread.threadLocals,而InheritableThreadLocal使用的是Thread.inheritableThreadLocals。

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inherit-thread-local.png

问: InheritableThreadLocal是如何实现在子线程中获取父线程中ThreadLocal值?

答:将父线程中的所有值Copy到子线程

InheritableThreadLocal在创建线程的时候做了一些工作

你有没有被ThreadLocal坑过?
inherit-create.png

若父线程inheritableThreadLocals不为null,则为当前线程创建inheritableThreadLocals,并且copy父线程inheritableThreadLocals中的内容,createInheritedMap会创建并拷贝。

总结:

  • 创建InheritableThreadLocal对象时,赋值给了Thread.inheritableThreadLocals变量
  • 创建新的子线程会check父线程的inheritableThreadLocals是否为null, 不为null拷贝父线程inheritableThreadLocals中的内容到当前线程
  • InheritableThreadLocal重写了getMap, createMap, 使用的都是Thread.inheritableThreadLocals变量

InheritableThreadLocal的问题

在使用线程池的时候InheritableThreadLocal并不能解决获取父线程值的问题,因为线程池中的线程是复用的,可能在子线程中对值进行了修改,使子线程获取到的值并不正确。

你有没有被ThreadLocal坑过?
test-inherit-thread.png

输出结果如下

[main]: aaa

[pool-1-thread-1]: aaa
[pool-1-thread-1]: bbb

[pool-1-thread-2]: aaa
[pool-1-thread-1]: bbb
[pool-1-thread-4]: aaa
[pool-1-thread-1]: bbb
[pool-1-thread-2]: aaa
[pool-1-thread-3]: aaa
[pool-1-thread-2]: aaa
[pool-1-thread-1]: bbb
[pool-1-thread-4]: aaa
[pool-1-thread-3]: aaa

[main]: aaa

几个典型应用场景

  • 分布式跟踪系统
  • 日志收集记录系统上下文
  • 应用容器或上层框架跨应用代码给下层SDK传递信息

比如我们的这样记日志,再也不背锅 其中的MDC就是使用的InheritableThreadLocal。

解决办法:

  1. 线程使用完成,清空TheadLocalMap
  2. submit提交新任务时,重新拷贝父线程中的所有Entry。重新为当前线程的inheritableThreadLocals赋值。

使用alibab TransmittableThreadLocal

TransmittableThreadLocal就采用了备份的方法来解决这个问题

你有没有被ThreadLocal坑过?
ttl-thread-local-test.png

输出结果

[main]: aaa

[pool-1-thread-1]:aaa
[pool-1-thread-1]:bbb

[pool-1-thread-2]:aaa
[pool-1-thread-1]:aaa
[pool-1-thread-3]:aaa
[pool-1-thread-4]:aaa
[pool-1-thread-3]:aaa
[pool-1-thread-1]:aaa
[pool-1-thread-3]:aaa
[pool-1-thread-2]:aaa
[pool-1-thread-1]:aaa
[pool-1-thread-4]:aaa

[main]: aaa

TransmittableThreadLocal原理很容易理解,就是在业务逻辑之前先将ThreadLocal中的内容备份,业务逻辑完成后在将内容还原。

你有没有被ThreadLocal坑过?
ttl-thread-local.png

具体的可以参考官方这篇文档: https://github.com/alibaba/transmittable-thread-local/blob/master/docs/developer-guide.md





原文始发于微信公众号(think123):你有没有被ThreadLocal坑过?