【源码】【Java并发】从InheritableThreadLocal和TTL源码的角度来看父子线程传递

从源码看InheritableThreadLocal和TTL父子线程传递

最新推荐文章于 2025-09-04 09:47:35 发布

原创

最新推荐文章于 2025-09-04 09:47:35 发布 · 1.2k 阅读

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#java #并发编程 #后端 #ThreadLocal #TTL

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本文涉及InheritableThreadLocal和TTL，从源码的角度，分别分析它们是怎么实现父子线程传递的。

建议先了解ThreadLocal。

【源码】【Java并发】【ThreadLocal】适合中学者体质的ThreadLocal源码阅读

【Java并发】【ThreadLocal】适合初学体质的ThreadLocal

ThreadLocal存在的问题

众所周知，ThreadLocal并没有解决父子间线程传递的问题，比如下面的代码。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
   
   
    ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
    // threadLocal set值
    threadLocal.set("main thread info");
    System.out.println("main thread get: " + threadLocal.get());
    // 启动子线程
    new Thread(() -> System.out.println("sub thread get: " + threadLocal.get())).start();
    threadLocal.remove();
}

输出结果

main thread get: main thread info
sub thread get: null

InheritableThreadLocal实现父子线程传递

将ThreadLocal换为InheritableThreadLocal:

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
   
   
    InheritableThreadLocal<String> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();
    // threadLocal set值
    threadLocal.set("main thread info");
    System.out.println("main thread get: " + threadLocal.get());
    // 启动子线程
    new Thread(() -> System.out.println("sub thread get: " + threadLocal.get())).start();
    threadLocal.remove();
}

输出结果

main thread get: main thread info
sub thread get: main thread info

🤔，那我们什么我换成InheritableThreadLocal就可以了呢？

省流版：原理就是，主线程创建子线程的时候，子线程会拷贝1份主线程的ThreadLocalMap。

在这里插入图片描述

当我们InheritableThreadLocal在set值的时候：

初始化当前线程的ThreadLocalMap，InheritableThreadLocal会，new一个ThreadLocalMap，赋值给当前线程的inheritableThreadLocals字段。（而ThreadLocal的逻辑是，new一个ThreadLocalMap，赋值给当前线程的threadLocals字段）

// ThreadLocal#set
public void set(T value) {
   
   
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
   
   
        map.set(this, value);
    } else {
   
   
        // 👇初始化ThreadLocalMap，createMap调用子类InheritableThreadLocal类的实现
        createMap(t, value);	
    }
}

// InheritableThreadLocal#createMap
void createMap(Thread t, T firstValue) {
   
   
    // 当前线程的inheritableThreadLocals字段
    t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

// ThreadLocal#createMap
void createMap(Thread t, T firstValue) {
   
   
    // 当前线程的threadLocals字段
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

聪明的你一定会问了，主播，主播，赋值给inheritableThreadLocals有什么用呢？

那这可是大有说法的，让我们从Thread类开始说起，当我们在主线程，new Thread()创建子线程的时候，Thread类的init方法里有个if判断：

我们重点看，parent.inheritableThreadLocals != null ，因为inheritableThreadLocals我们在set的时候已经赋值了，所以这里为true。
而inheritThreadLocals是init方法的入参，我们很少使用到，这样的方式创建线程Thread(Runnable target, AccessControlContext acc)，所以大部分情况都是true。

如果这两个条件都为true的话，那么会将主线程的ThreadLocalMap数据拷贝到子线程的inheritableThreadLocals里。

ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                  long stackSize) {
   
   
    init(g, target, name, stackSize, null, true);
}

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                  long stackSize, AccessControlContext acc,
                  boolean inheritThreadLocals) {
   
   
        ...
        Thread parent = currentThread();
        ...
        // 重点在这里，将主线程的ThreadLocalMap拷贝到子线程的inheritableThreadLocals里。
        if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)
            this.inheritableThreadLocals =
                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
        ...

createInheritedMap将主线程的ThreadLocalMap拷贝到子线程里。

static ThreadLocalMap createInheritedMap(ThreadLocalMap parentMap) {
   
   
    return new ThreadLocalMap(parentMap);
}

// 将主线程的ThreadLocalMap数据拷贝到子线程里
private ThreadLocalMap(ThreadLocalMap parentMap) {
   
   
    Entry[] parentTable = parentMap.table;
    int len = parentTable.length;
    setThreshold(len);
    table = new Entry[len];

    for (int j = 0; j < len; j++) {
   
   
        Entry e = parentTable[j];
        if (e != null) {
   
   
            @SuppressWarnings("unchecked")
            ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get();
            if (key != null) {
   
   
                Object value = key.childValue(e.value);
                Entry c = new Entry(key, value);
                // 这里需要重新哈希槽位
                int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1);
                while (table[h] != null)
                    h = nextIndex(h, len);
                table[h