ThreadLocal的進化——InheritableThreadLocal

以前有介紹過 ThreadLocal，JDK 後來針對此作了一個升級版本 InheritableThreadLocal，今天就來好好介紹下。

爲何要升級

首先咱們來想一想，爲何要升級？這就要提及 ThreadLocal 的功能了。

咱們知道，ThreadLocal 設計初衷是爲了在多線程環境下，針對每個線程能有一個本身的副本，這樣能夠在必定程度上解決多線程併發修改的問題。可是，咱們能夠在此基礎上作一個拓展，好比context，咱們能夠利用 ThreadLocal 針對每個線程都有一個本身的上下文，通常都是寫成ThreadLocal<Context>，這樣在這個線程上作的全部修改均可以被你們利用到。

此時設想一下，假如咱們新建一個子線程，那這個子線程能夠獲取到父線程的context嗎？理論上但願能夠達成這樣的效果，實際上呢？讓咱們看看：

public class ThreadLocalContext {

    private static ThreadLocal<Context> context = new ThreadLocal<>();

    static class Context {

        String name;

        int value;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.name = "mainName";
        context.value = 10;
        ThreadLocalContext.context.set(context);

        Thread childThread = new Thread(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Context childContext = ThreadLocalContext.context.get();
                        System.out.println(childContext.name);
                        System.out.println(childContext.value);
                    }
                }
        );
        childThread.start();
    }
}

運行 main 方法以後，直接在子線程中拋錯，這樣確實符合咱們的預期，但若是咱們想達到子線程能夠獲取到父線程的 context這樣的效果該如何作呢？

首先想到的就是在生成子線程的時候，將父線程 ThreadLocal 裏的值傳給子線程。這樣作雖然能達到效果，但過程比較繁雜，且代碼侵入性強。

這個時候就能夠用InheritableThreadLocal了。

什麼是 InheritableThreadLocal

看源碼

先讓咱們看看它的源碼，你們不要怕，它的源碼不多：

public class InheritableThreadLocal<T> extends ThreadLocal<T> {

    protected T childValue(T parentValue) {
        return parentValue;
    }

        ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
       return t.inheritableThreadLocals;
    }

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
}

首先它繼承自 ThreadLocal，那麼它其實就是 ThreadLocal 的一個拓展版本，接下來就是這三個方法，其實這三個方法在 ThreadLocal 都是有的，咱們來看看：

T childValue(T parentValue) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

除了childValue方法在 ThreadLocal 中是拋出異常的，其他兩個方法在兩個類中都幾乎是同樣，只是針對的對象不一樣而已，但threadLocals和inheritableThreadLocals都是ThreadLocal.ThreadLocalMap類型，這個在以前的文章中有說過，就是一個 key 爲弱引用的 Entry，這個倒不是重點。

咱們再來看看 inheritableThreadLocals 是在什麼時候被初始化的，從源碼能夠得知：

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize, AccessControlContext acc) {
                // 省略無關代碼
                ...
                Thread parent = currentThread();
                ...
                // 省略無關代碼
                ...
        if (parent.inheritableThreadLocals != null)
            this.inheritableThreadLocals =
                ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
                ...
        }

當咱們經過父線程調用 Thread 的構造方法生成一個子線程時，其構造方法最終會調用這個 init 方法。從這兒能夠看出， inheritableThreadLocals 是來自於父線程的 inheritableThreadLocals，那這樣也就解釋了爲何 inheritableThreadLocals 支持在子線程中使用父線程中存儲的變量。

如何使用

讓咱們仍是回到上文提到的 context 的例子，用 InheritableThreadLocal 進行改造：

public class ThreadLocalContext {

    private static InheritableThreadLocal<Context> context = new InheritableThreadLocal<>();

    static class Context {

        String name;

        int value;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.name = "mainName";
        context.value = 10;
        ThreadLocalContext.context.set(context);

        Thread childThread = new Thread(
                new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        Context childContext = ThreadLocalContext.context.get();
                        System.out.println(childContext.name);
                        System.out.println(childContext.value);
                    }
                }
        );
        childThread.start();
    }
}

運行後，不只沒有拋出異常，並且在子線程中輸出了父線程設置好的值。皆大歡喜！

總結

今天分享了 InheritableThreadLocal，主要是由於週三在攜程的分享會上聽到了別人談了這方面的分享，主講人講了一個更加廣泛的問題，若是咱們用線程池提交任務的話，線程池中的線程在執行任務時，如何可以得到提交任務的線程的 context，這時就要用到阿里的開源組件 TTL，我會在以後進行介紹。

加入攜程也有1個月了，雖然感覺到大公司有很多的弊端，好比溝通難等，但也有很多的優勢，好比技術分享會，雖然也是忙裏偷閒去參加的，但有了更多和技術相關的能夠學習和交流的機會，也挺好的。

有興趣的話能夠訪問個人博客或者關注個人公衆號、頭條號，說不定會有意外的驚喜。

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公衆號：健程之道