轉：ThreadLocal系列（二）-InheritableThreadLocal的使用及原理解析

轉：https://www.cnblogs.com/hama1993/p/10400265.html

一、基本使用

我們繼續來看之前寫的例子：

private static ThreadLocal tl = new ThreadLocal<>();

public static void main(String[] args) throws Exception {
        tl.set(1);
        System.out.println(String.format("當前線程名稱: %s, main方法內獲取線程內數據爲: %s",
                Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
        fc();
        new Thread(() -> {
            fc();
        }).start();
        Thread.sleep(1000L); //保證下面fc執行一定在上面異步代碼之後執行
        fc(); //繼續在主線程內執行，驗證上面那一步是否對主線程上下文內容造成影響
    }

    private static void fc() {
        System.out.println(String.format("當前線程名稱: %s, fc方法內獲取線程內數據爲: %s",
                Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
    }

輸出爲：

當前線程名稱: main, main方法內獲取線程內數據爲: 1
當前線程名稱: main, fc方法內獲取線程內數據爲: 1
當前線程名稱: Thread-0, fc方法內獲取線程內數據爲: null
當前線程名稱: main, fc方法內獲取線程內數據爲: 1

我們會發現，父線程的本地變量是無法傳遞給子線程的，這當然是正常的，因爲線程本地變量來就不應該相互有交集，但是有些時候，我們的確是需要子線程裏仍然可以獲取到父線程裏的本地變量，現在就需要藉助TL(ThreadLocal)的一個子類：InheritableThreadLocal（下面簡稱ITL），來完成上述要求現在我們將例子裏的

private static ThreadLocal tl = new ThreadLocal<>();

改爲：

private static ThreadLocal tl = new InheritableThreadLocal<>();

然後我們再來運行下結果：

當前線程名稱: main, main方法內獲取線程內數據爲: 1
當前線程名稱: main, fc方法內獲取線程內數據爲: 1
當前線程名稱: Thread-0, fc方法內獲取線程內數據爲: 1
當前線程名稱: main, fc方法內獲取線程內數據爲: 1

可以發現，子線程裏已經可以獲得父線程裏的本地變量了。

結合之前講的TL的實現，簡單理解起來並不難，基本可以認定，是在創建子線程的時候，父線程的ThreadLocalMap（下面簡稱TLMap）裏的值遞給了子線程，子線程針對上述tl對象持有的k-v進行了copy，其實這裏不是真正意義上對象copy，只是給v的值多了一條子線程TLMap的引用而已，v的值在父子線程裏指向的均是同一個對象，因此任意線程改了這個值，對其他線程是可見的，爲了驗證這一點，我們可以改造以上測試代碼：

private static ThreadLocal tl = new InheritableThreadLocal<>();
    private static ThreadLocal tl2 = new InheritableThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        tl.set(1);

        Hello hello = new Hello();
        hello.setName("init");
        tl2.set(hello);
        System.out.println(String.format("當前線程名稱: %s, main方法內獲取線程內數據爲: tl = %s，tl2.name = %s",
                Thread.currentThread().getName(), tl.get(), tl2.get().getName()));
        fc();
        new Thread(() -> {
            Hello hello1 = tl2.get();
            hello1.setName("init2");
            fc();
        }).start();
        Thread.sleep(1000L); //保證下面fc執行一定在上面異步代碼之後執行
        fc(); //繼續在主線程內執行，驗證上面那一步是否對主線程上下文內容造成影響
    }

    private static void fc() {
        System.out.println(String.format("當前線程名稱: %s, fc方法內獲取線程內數據爲: tl = %s，tl2.name = %s",
                Thread.currentThread().getName(), tl.get(), tl2.get().getName()));
    }

輸出結果爲：

當前線程名稱: main, main方法內獲取線程內數據爲: tl = 1，tl2.name = init
當前線程名稱: main, fc方法內獲取線程內數據爲: tl = 1，tl2.name = init
當前線程名稱: Thread-0, fc方法內獲取線程內數據爲: tl = 1，tl2.name = init2
當前線程名稱: main, fc方法內獲取線程內數據爲: tl = 1，tl2.name = init2

可以確認，子線程裏持有的本地變量跟父線程裏那個是同一個對象。

二、原理分析

通過上述的測試代碼，基本可以確定父線程的TLMap被傳遞到了下一級，那麼我們基本可以確認ITL是TL派生出來專門解決線程本地變量父傳子問題的，那麼下面通過源碼來分析一下ITL到底是怎麼完成這個操作的。

先來了解下Thread類，上節說到，其實最終線程本地變量是通過TLMap存儲在Thread對象內的，那麼來看下Thread對象內關於TLMap的兩個屬性：

 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
 ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

Thread類裏其實有兩個TLMap屬性，第一個就是普通TL對象爲其賦值，第二個則由ITL對象爲其賦值，來看下TL的set方法的實現，這次針對該方法介紹下TL子類的相關方法實現：

// TL的set方法，如果是子類的實現，那麼獲取（getMap）和初始化賦值（createMap）都是ITL對象裏的方法
    // 其餘操作不變（因爲hash計算、查找、擴容都是TLMap裏需要做的，這裏子類ITL只起到一個爲Thread對象裏哪個TLMap屬性賦值的作用）
    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocal.ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }
    
    // ITL裏getMap方法的實現
    ThreadLocal.ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.inheritableThreadLocals; //返回的其實是Thread對象的inheritableThreadLocals屬性
    }
    
    // ITL裏createMap方法的實現
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        // 也是給Thread的inheritableThreadLocals屬性賦值
        t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocal.ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

而inheritableThreadLocals裏的信息通過Thread的init方法是可以被傳遞下去的：

// 初始化一個Thread對象時的代碼段（Thread類的init方法）
    Thread parent = currentThread();
    if (parent.inheritableThreadLocals != null){ //可以看到，如果父線程存在inheritableThreadLocals的時候，會賦值給子線程（當前正在被初始化的線程）
        // 利用父線程的TLMap對象，初始化一個TLMap，賦值給自己的inheritableThreadLocals（這就意味着這個TLMap裏的值會一直被傳遞下去）
        this.inheritableThreadLocals =
                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
    }

    // 看下TL裏對應的方法
    static ThreadLocal.ThreadLocalMap createInheritedMap(ThreadLocal.ThreadLocalMap parentMap) {
        return new ThreadLocal.ThreadLocalMap(parentMap); //這裏就開始初始化TLMap對象了
    }

    // 根據parentMap來進行初始化子線程的TLMap對象
    private ThreadLocalMap(ThreadLocal.ThreadLocalMap parentMap) {
        ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry[] parentTable = parentMap.table; //拿到父線程裏的哈希表
        int len = parentTable.length;
        setThreshold(len); // 設置閾值（具體方法參考上一篇）
        table = new ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry[len];

        for (int j = 0; j < len; j++) {
            ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry e = parentTable[j]; //將父線程裏的Entry取出
            if (e != null) {
                @SuppressWarnings("unchecked")
                ThreadLocal<Object> key = (ThreadLocal<Object>) e.get(); //獲取key
                if (key != null) {
                    Object value = key.childValue(e.value); //獲取value
                    ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry c = new ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry(key, value); //根據k-v重新生成一個Entry
                    int h = key.threadLocalHashCode & (len - 1); //計算哈希值
                    while (table[h] != null)
                        h = nextIndex(h, len); //線性探查解決哈希衝突問題（具體方法參考上一篇）
                    table[h] = c; //找到合適的位置後進行賦值
                    size++;
                }
            }
        }
    }

    // ITL裏的childValue的實現
    protected T childValue(T parentValue) {
        return parentValue; //直接將父線程裏的值返回
    }

三、ITL所帶來的的問題

看過上述代碼後，現在關於ITL的實現我們基本上有了清晰的認識了，根據其實現性質，可以總結出在使用ITL時可能存在的問題：

3.1：線程不安全

寫在前面：這裏討論的線程不安全對象不包含Integer等類型，因爲這種對象被重新賦值，變掉的是整個引用，這裏說的是那種不改變對象引用，直接可以修改其內容的對象（典型的就是自定義對象的set方法）

如果說線程本地變量是隻讀變量不會受到影響，但是如果是可寫的，那麼任意子線程針對本地變量的修改都會影響到主線程的本地變量（本質上是同一個對象），參考上面的第三個例子，子線程寫入後會覆蓋掉主線程的變量，也是通過這個結果，我們確認了子線程TLMap裏變量指向的對象和父線程是同一個。

3.2：線程池中可能失效

按照上述實現，在使用線程池的時候，ITL會完全失效，因爲父線程的TLMap是通過init一個Thread的時候進行賦值給子線程的，而線程池在執行異步任務時可能不再需要創建新的線程了，因此也就不會再傳遞父線程的TLMap給子線程了。

針對上述2，我們來做個實驗，來證明下猜想：

// 爲了方便觀察，我們假定線程池裏只有一個線程
    private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);

    private static ThreadLocal tl = new InheritableThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {

        tl.set(1);
        
        System.out.println(String.format("線程名稱-%s, 變量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));

        executorService.execute(()->{
            System.out.println(String.format("線程名稱-%s, 變量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
        });

        executorService.execute(()->{
            System.out.println(String.format("線程名稱-%s, 變量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
        });

        System.out.println(String.format("線程名稱-%s, 變量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
    }

輸出結果爲：

線程名稱-main, 變量值=1
線程名稱-pool-1-thread-1, 變量值=1
線程名稱-main, 變量值=1
線程名稱-pool-1-thread-1, 變量值=1

會發現，並沒有什麼問題，和我們預想的並不一樣，原因是什麼呢？因爲線程池本身存在一個初始化的過程，第一次使用的時候發現裏面的線程數（worker數）少於核心線程數時，會進行創建線程，既然是創建線程，一定會執行Thread的init方法，參考上面提到的源碼，在第一次啓用線程池的時候，類似做了一次new Thread的操作，因此是沒有什麼問題的，父線程的TLMap依然可以傳遞下去。

現在我們改造下代碼，把tl.set(1)改到第一次啓用線程池的下面一行，然後再看看：

public static void main(String[] args) throws Exception{

        System.out.println(String.format("線程名稱-%s, 變量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));

        executorService.execute(()->{
            System.out.println(String.format("線程名稱-%s, 變量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
        });

        tl.set(1); // 等上面的線程池第一次啓用完了，父線程再給自己賦值

        executorService.execute(()->{
            System.out.println(String.format("線程名稱-%s, 變量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
        });

        System.out.println(String.format("線程名稱-%s, 變量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
    }

輸出結果爲：

線程名稱-main, 變量值=null
線程名稱-main, 變量值=1
線程名稱-pool-1-thread-1, 變量值=null
線程名稱-pool-1-thread-1, 變量值=null

很明顯，第一次啓用時沒有遞進去的值，在後續的子線程啓動時就再也傳遞不進去了。

尾聲

但是，在實際項目中我們大多數採用線程池進行做異步任務，假如真的需要傳遞主線程的本地變量，使用ITL的問題顯然是很大的，因爲是有極大可能性拿不到任何值的，顯然在實際項目中，ITL的位置實在是尷尬，所以在啓用線程池的情況下，不建議使用ITL做值傳遞。爲了解決這種問題，阿里做了transmittable-thread-local（TTL）來解決線程池異步值傳遞問題，下一篇，我們將會分析TTL的用法及原理。

轉：ThreadLocal系列（二）-InheritableThreadLocal的使用及原理解析

一、基本使用

二、原理分析

三、ITL所帶來的的問題

3.1：線程不安全

3.2：線程池中可能失效

尾聲

HTML頁面關於高分屏的設置

北歐瑞典挪威芬蘭瑞士TikTok海外網紅與YouTube博主的合作模式

歐洲英國德國法國TikTok與YouTube海外網紅達人的完美合作策略

druid數據源 xml配置

1.redis常見數據類型-字符串String、列表List、集合Set、Hash哈希、Zset有序集合

Java幾種序列化方式對比

2、你說你做過JVM調優和參數配置，請問如何盤點查看MM系統默認值

3、你平時工作用過的JVM常用基本配置參數有哪些?

強引用、軟引用、弱引用、虛引用分別是什麼?

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結