Java随笔3-TransmittableThreadLocal

最新推荐文章于 2024-11-29 16:09:49 发布

yeleits

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分类专栏： Java 文章标签： java thread 多线程

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本文通过一个测试案例展示了在Java中，InheritableThreadLocal在线程池环境下无法有效传递变量，而TransmittableThreadLocal能够解决这一问题。TransmittableThreadLocal通过在创建Runnable时捕获主线程环境并在执行时恢复，确保了线程间变量的正确传递。文章还简单介绍了TransmittableThreadLocal的工作原理，并强调了其在多线程和线程池场景下的重要性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

阅读本文前，需要了解

① ThreadLocal的特性，参考：Java随笔1-ThreadLocal

② InheritableThreadLocal的特性，参考：Java随笔2-InheritableThreadLocal

③ transmittable：adj. 可传送的，可传播的

④ TransmittableThreadLocal 是Alibaba开源的，需配合TtlRunnable 和 TtlCallable 使用

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>transmittable-thread-local</artifactId>
    <version>2.5.1</version>
</dependency>

1、特性

InheritableThreadLocal解决了父子线程之间变量传递的问题，为什么InheritableThreadLocal能解决，随笔2中分析了是new Thread时，子线程拷贝了父线程的inheritableThreadLocals属性。

多线程场景下，总是会创建新线程吗？答案是no！因为线程池，先把线程创建完，随用随取。

基于线程池的多线程执行任务，根据原理似乎InheritableThreadLocal不能保证父子线程之间变量的正确传递，是吗？那TransmittableThreadLocal呢？且看以下demo：

import com.alibaba.ttl.TransmittableThreadLocal;
import com.alibaba.ttl.TtlRunnable;
import org.junit.Test;

import java.util.concurrent.*;

public class TransmittableTLTest {

    InheritableThreadLocal<String> inheritableTL = new InheritableThreadLocal<>();

    TransmittableThreadLocal<String> transmittableTL = new TransmittableThreadLocal<>();
    
    ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 1, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>());

    @Test
    public void compare() throws InterruptedException {

        inheritableTL.set("祖先");
        CountDownLatch latch1 = new CountDownLatch(10);
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            int index = i;
            pool.submit(() -> {
                System.out.println("inheritableTL, 儿子线程" + Thread.currentThread().getName() + "取出:" + inheritableTL.get());
                inheritableTL.set("儿子" + index);
                latch1.countDown();
            });
        }
        latch1.await();
        System.out.println("inheritableTL, 主线程取出:" + inheritableTL.get() + "\n");

        transmittableTL.set("祖先");
        CountDownLatch latch2 = new CountDownLatch(10);
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            int index = i;
            Runnable runnable = TtlRunnable.get(() -> {
                System.out.println("transmittableTL, " + index + " 儿子线程取出:" + transmittableTL.get());
                transmittableTL.set("儿子" + index);
                latch2.countDown();
            });
            pool.submit(runnable);
        }
        latch2.await();
        System.out.println("transmittableTL, 主线程取出:" + transmittableTL.get());
    }
}

执行结果：

inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-1取出:祖先
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-2取出:祖先
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-3取出:祖先
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-4取出:祖先
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-5取出:祖先
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-5取出:儿子5
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-2取出:儿子2
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-1取出:儿子1
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-3取出:儿子3
inheritableTL, 儿子线程pool-1-thread-5取出:儿子6
inheritableTL, 主线程取出:祖先

transmittableTL, 3 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 5 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 1 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 6 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 4 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 2 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 10 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 9 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 8 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 7 儿子线程取出:祖先
transmittableTL, 主线程取出:祖先

注意，线程池初始设定了coreSize = maxSize = 5。

不出所料，inheritablTL在前5次，还能取出主线程设定的“祖先”，后面开始乱套了，取到的是该线程上一次执行时设定的“儿子x”信息。

不负所望，transmittableTL在10次执行中取出的一直是主线程设定的信息。

总结：TransmittableThreadLocal是用于解决 “在使用线程池等会缓存线程的组件情况下传递ThreadLocal” 问题的 InheritableThreadLocal 扩展。

2、原理

InheritableThreadLocal解决父子线程间变量传递，主要是new Thread时的拷贝；类似，TransmittableThreadLocal解决父线程与线程池线程间变量传递，主要是创建Runnable时，捕获当时的主线程环境，在执行任务时，把环境回放到当前线程池线程上；任务执行完，恢复环境。一般的Runnable显然是不支持的，所以为了配合TransmittableThreadLocal，需要使用对应的TtlRunnable。

以demo为例，下图描述了线程池中某一线程初次执行的流程：