java高併發系列 - 第24天：ThreadLocal、InheritableThreadLocal（通俗易懂）

java高併發系列第24篇文章。

環境：jdk1.8。

本文內容

1. 須要解決的問題
2. 介紹ThreadLocal
3. 介紹InheritableThreadLocal

須要解決的問題

咱們仍是以解決問題的方式來引出ThreadLocal、InheritableThreadLocal，這樣印象會深入一些。

目前java開發web系統通常有3層，controller、service、dao，請求到達controller，controller調用service，service調用dao，而後進行處理。

咱們寫一個簡單的例子，有3個方法分別模擬controller、service、dao。代碼以下：

package com.itsoku.chat24;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟着阿里p7學併發，微信公衆號：javacode2018
 */
public class Demo1 {

    static AtomicInteger threadIndex = new AtomicInteger(1);
    //建立處理請求的線程池子
    static ThreadPoolExecutor disposeRequestExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,
            3,
            60,
            TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingDeque<>(),
            r -> {
                Thread thread = new Thread(r);
                thread.setName("disposeRequestThread-" + threadIndex.getAndIncrement());
                return thread;
            });

    //記錄日誌
    public static void log(String msg) {
        StackTraceElement stack[] = (new Throwable()).getStackTrace();
        System.out.println("****" + System.currentTimeMillis() + ",[線程:" + Thread.currentThread().getName() + "]," + stack[1] + ":" + msg);
    }

    //模擬controller
    public static void controller(List<String> dataList) {
        log("接受請求");
        service(dataList);
    }

    //模擬service
    public static void service(List<String> dataList) {
        log("執行業務");
        dao(dataList);
    }

    //模擬dao
    public static void dao(List<String> dataList) {
        log("執行數據庫操做");
        //模擬插入數據
        for (String s : dataList) {
            log("插入數據" + s + "成功");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //須要插入的數據
        List<String> dataList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            dataList.add("數據" + i);
        }

        //模擬5個請求
        int requestCount = 5;
        for (int i = 0; i < requestCount; i++) {
            disposeRequestExecutor.execute(() -> {
                controller(dataList);
            });
        }

        disposeRequestExecutor.shutdown();
    }
}

運行結果：

****1565338891286,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.controller(Demo1.java:36):接受請求
****1565338891286,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.controller(Demo1.java:36):接受請求
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.service(Demo1.java:42):執行業務
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.service(Demo1.java:42):執行業務
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo1.controller(Demo1.java:36):接受請求
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:48):執行數據庫操做
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據0成功
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據1成功
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:48):執行數據庫操做
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據2成功
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo1.service(Demo1.java:42):執行業務
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.controller(Demo1.java:36):接受請求
****1565338891287,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據0成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.service(Demo1.java:42):執行業務
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:48):執行數據庫操做
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:48):執行數據庫操做
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據1成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據0成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據0成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據1成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據2成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據2成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據1成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.controller(Demo1.java:36):接受請求
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據2成功
****1565338891288,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.service(Demo1.java:42):執行業務
****1565338891289,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:48):執行數據庫操做
****1565338891289,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據0成功
****1565338891289,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據1成功
****1565338891289,[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo1.dao(Demo1.java:51):插入數據數據2成功

代碼中調用controller、service、dao 3個方法時，來模擬處理一個請求。main方法中循環了5次模擬發起5次請求，而後交給線程池去處理請求，dao中模擬循環插入傳入的dataList數據。

問題來了：開發者想看一下哪些地方耗時比較多，想經過日誌來分析耗時狀況，想追蹤某個請求的完整日誌，怎麼搞？

上面的請求採用線程池的方式處理的，多個請求可能會被一個線程處理，經過日誌很難看出那些日誌是同一個請求，咱們能不能給請求加一個惟一標誌，日誌中輸出這個惟一標誌，固然能夠。

若是咱們的代碼就只有上面示例這麼簡單，我想仍是很容易的，上面就3個方法，給每一個方法加個traceId參數，log方法也加個traceId參數，就解決了，代碼以下：

package com.itsoku.chat24;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟着阿里p7學併發，微信公衆號：javacode2018
 */
public class Demo2 {

    static AtomicInteger threadIndex = new AtomicInteger(1);
    //建立處理請求的線程池子
    static ThreadPoolExecutor disposeRequestExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,
            3,
            60,
            TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingDeque<>(),
            r -> {
                Thread thread = new Thread(r);
                thread.setName("disposeRequestThread-" + threadIndex.getAndIncrement());
                return thread;
            });

    //記錄日誌
    public static void log(String msg, String traceId) {
        StackTraceElement stack[] = (new Throwable()).getStackTrace();
        System.out.println("****" + System.currentTimeMillis() + "[traceId:" + traceId + "],[線程:" + Thread.currentThread().getName() + "]," + stack[1] + ":" + msg);
    }

    //模擬controller
    public static void controller(List<String> dataList, String traceId) {
        log("接受請求", traceId);
        service(dataList, traceId);
    }

    //模擬service
    public static void service(List<String> dataList, String traceId) {
        log("執行業務", traceId);
        dao(dataList, traceId);
    }

    //模擬dao
    public static void dao(List<String> dataList, String traceId) {
        log("執行數據庫操做", traceId);
        //模擬插入數據
        for (String s : dataList) {
            log("插入數據" + s + "成功", traceId);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //須要插入的數據
        List<String> dataList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            dataList.add("數據" + i);
        }

        //模擬5個請求
        int requestCount = 5;
        for (int i = 0; i < requestCount; i++) {
            String traceId = String.valueOf(i);
            disposeRequestExecutor.execute(() -> {
                controller(dataList, traceId);
            });
        }

        disposeRequestExecutor.shutdown();
    }
}

輸出：

****1565339559773[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.controller(Demo2.java:36):接受請求
****1565339559773[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.controller(Demo2.java:36):接受請求
****1565339559773[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo2.controller(Demo2.java:36):接受請求
****1565339559774[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.service(Demo2.java:42):執行業務
****1565339559774[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.service(Demo2.java:42):執行業務
****1565339559774[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:48):執行數據庫操做
****1565339559774[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo2.service(Demo2.java:42):執行業務
****1565339559774[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據0成功
****1565339559774[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:48):執行數據庫操做
****1565339559774[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據1成功
****1565339559774[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:48):執行數據庫操做
****1565339559774[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據2成功
****1565339559774[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據0成功
****1565339559775[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.controller(Demo2.java:36):接受請求
****1565339559775[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據0成功
****1565339559775[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.service(Demo2.java:42):執行業務
****1565339559775[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據1成功
****1565339559775[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:48):執行數據庫操做
****1565339559775[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據1成功
****1565339559775[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據0成功
****1565339559775[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據2成功
****1565339559775[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據1成功
****1565339559775[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據2成功
****1565339559775[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據2成功
****1565339559775[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.controller(Demo2.java:36):接受請求
****1565339559776[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.service(Demo2.java:42):執行業務
****1565339559776[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:48):執行數據庫操做
****1565339559776[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據0成功
****1565339559776[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據1成功
****1565339559776[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo2.dao(Demo2.java:51):插入數據數據2成功

上面咱們經過修改代碼的方式，把問題解決了，但前提是大家的系統都像上面這麼簡單，功能不多，須要改的代碼不多，能夠這麼去改。但事與願違，咱們的系統通常功能都是比較多的，若是咱們都一個個去改，豈不是要瘋掉，改代碼還涉及到從新測試，風險也不可控。那有什麼好辦法麼？

ThreadLocal

仍是拿上面的問題，咱們來分析一下，每一個請求都是由一個線程處理的，線程就至關於一我的同樣，每一個請求至關於一個任務，任務來了，人來處理，處理完畢以後，再處理下一個請求任務。人身上是否是有不少口袋，人剛開始準備處理任務的時候，咱們把任務的編號放在處理者的口袋中，而後處理中一路攜帶者，處理過程當中若是須要用到這個編號，直接從口袋中獲取就能夠了。那麼恰好java中線程設計的時候也考慮到了這些問題，Thread對象中就有不少口袋，用來放東西。Thread類中有這麼一個變量：

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

這個就是用來操做Thread中全部口袋的東西，ThreadLocalMap源碼中有一個數組（有興趣的能夠去看一下源碼），對應處理者身上不少口袋同樣，數組中的每一個元素對應一個口袋。

如何來操做Thread中的這些口袋呢，java爲咱們提供了一個類ThreadLocal，ThreadLocal對象用來操做Thread中的某一個口袋，能夠向這個口袋中放東西、獲取裏面的東西、清除裏面的東西，這個口袋一次性只能放一個東西，重複放東西會將裏面已經存在的東西覆蓋掉。

經常使用的3個方法：

//向Thread中某個口袋中放東西
public void set(T value);
//獲取這個口袋中目前放的東西
public T get();
//清空這個口袋中放的東西
public void remove()

咱們使用ThreadLocal來改造一下上面的代碼，以下：

package com.itsoku.chat24;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟着阿里p7學併發，微信公衆號：javacode2018
 */
public class Demo3 {

    //建立一個操做Thread中存放請求任務追蹤id口袋的對象
    static ThreadLocal<String> traceIdKD = new ThreadLocal<>();

    static AtomicInteger threadIndex = new AtomicInteger(1);
    //建立處理請求的線程池子
    static ThreadPoolExecutor disposeRequestExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,
            3,
            60,
            TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingDeque<>(),
            r -> {
                Thread thread = new Thread(r);
                thread.setName("disposeRequestThread-" + threadIndex.getAndIncrement());
                return thread;
            });

    //記錄日誌
    public static void log(String msg) {
        StackTraceElement stack[] = (new Throwable()).getStackTrace();
        //獲取當前線程存放tranceId口袋中的內容
        String traceId = traceIdKD.get();
        System.out.println("****" + System.currentTimeMillis() + "[traceId:" + traceId + "],[線程:" + Thread.currentThread().getName() + "]," + stack[1] + ":" + msg);
    }

    //模擬controller
    public static void controller(List<String> dataList) {
        log("接受請求");
        service(dataList);
    }

    //模擬service
    public static void service(List<String> dataList) {
        log("執行業務");
        dao(dataList);
    }

    //模擬dao
    public static void dao(List<String> dataList) {
        log("執行數據庫操做");
        //模擬插入數據
        for (String s : dataList) {
            log("插入數據" + s + "成功");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //須要插入的數據
        List<String> dataList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            dataList.add("數據" + i);
        }

        //模擬5個請求
        int requestCount = 5;
        for (int i = 0; i < requestCount; i++) {
            String traceId = String.valueOf(i);
            disposeRequestExecutor.execute(() -> {
                //把traceId放入口袋中
                traceIdKD.set(traceId);
                try {
                    controller(dataList);
                } finally {
                    //將tranceId從口袋中移除
                    traceIdKD.remove();
                }
            });
        }

        disposeRequestExecutor.shutdown();
    }
}

輸出：

****1565339644214[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo3.controller(Demo3.java:41):接受請求
****1565339644214[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.controller(Demo3.java:41):接受請求
****1565339644214[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.controller(Demo3.java:41):接受請求
****1565339644214[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.service(Demo3.java:47):執行業務
****1565339644214[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo3.service(Demo3.java:47):執行業務
****1565339644214[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:53):執行數據庫操做
****1565339644214[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.service(Demo3.java:47):執行業務
****1565339644214[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據0成功
****1565339644214[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:53):執行數據庫操做
****1565339644214[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:53):執行數據庫操做
****1565339644215[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據0成功
****1565339644215[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據1成功
****1565339644215[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據1成功
****1565339644215[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據0成功
****1565339644215[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據2成功
****1565339644215[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據2成功
****1565339644215[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據1成功
****1565339644215[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.controller(Demo3.java:41):接受請求
****1565339644215[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.controller(Demo3.java:41):接受請求
****1565339644215[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.service(Demo3.java:47):執行業務
****1565339644215[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據2成功
****1565339644215[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:53):執行數據庫操做
****1565339644215[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.service(Demo3.java:47):執行業務
****1565339644215[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據0成功
****1565339644215[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:53):執行數據庫操做
****1565339644215[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據1成功
****1565339644215[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據0成功
****1565339644215[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據2成功
****1565339644215[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據1成功
****1565339644215[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo3.dao(Demo3.java:56):插入數據數據2成功

能夠看出輸出和剛纔使用traceId參數的方式結果一致，可是卻簡單了不少。不用去修改controller、service、dao代碼了，風險也減小了不少。

代碼中建立了一個ThreadLocal traceIdKD，這個對象用來操做Thread中一個口袋，用這個口袋來存放tranceId。在main方法中經過traceIdKD.set(traceId)方法將traceId放入口袋，log方法中通traceIdKD.get()獲取口袋中的traceId，最後任務處理完以後，main中的finally中調用traceIdKD.remove();將口袋中的traceId清除。

ThreadLocal的官方API解釋爲：

「該類提供了線程局部 (thread-local) 變量。這些變量不一樣於它們的普通對應物，由於訪問某個變量（經過其 get 或 set 方法）的每一個線程都有本身的局部變量，它獨立於變量的初始化副本。ThreadLocal 實例一般是類中的 private static 字段，它們但願將狀態與某一個線程（例如，用戶 ID 或事務 ID）相關聯。」

InheritableThreadLocal

繼續上面的實例，dao中循環處理dataList的內容，假如dataList處理比較耗時，咱們想加快處理速度有什麼辦法麼？你們已經想到了，用多線程並行處理dataList，那麼咱們把代碼改一下，以下：

package com.itsoku.chat24;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟着阿里p7學併發，微信公衆號：javacode2018
 */
public class Demo4 {

    //建立一個操做Thread中存放請求任務追蹤id口袋的對象
    static ThreadLocal<String> traceIdKD = new ThreadLocal<>();

    static AtomicInteger threadIndex = new AtomicInteger(1);
    //建立處理請求的線程池子
    static ThreadPoolExecutor disposeRequestExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,
            3,
            60,
            TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingDeque<>(),
            r -> {
                Thread thread = new Thread(r);
                thread.setName("disposeRequestThread-" + threadIndex.getAndIncrement());
                return thread;
            });

    //記錄日誌
    public static void log(String msg) {
        StackTraceElement stack[] = (new Throwable()).getStackTrace();
        //獲取當前線程存放tranceId口袋中的內容
        String traceId = traceIdKD.get();
        System.out.println("****" + System.currentTimeMillis() + "[traceId:" + traceId + "],[線程:" + Thread.currentThread().getName() + "]," + stack[1] + ":" + msg);
    }

    //模擬controller
    public static void controller(List<String> dataList) {
        log("接受請求");
        service(dataList);
    }

    //模擬service
    public static void service(List<String> dataList) {
        log("執行業務");
        dao(dataList);
    }

    //模擬dao
    public static void dao(List<String> dataList) {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(dataList.size());

        log("執行數據庫操做");
        String threadName = Thread.currentThread().getName();
        //模擬插入數據
        for (String s : dataList) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    //模擬數據庫操做耗時100毫秒
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
                    log("插入數據" + s + "成功,主線程：" + threadName);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    countDownLatch.countDown();
                }
            }).start();
        }
        //等待上面的dataList處理完畢
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //須要插入的數據
        List<String> dataList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            dataList.add("數據" + i);
        }

        //模擬5個請求
        int requestCount = 5;
        for (int i = 0; i < requestCount; i++) {
            String traceId = String.valueOf(i);
            disposeRequestExecutor.execute(() -> {
                //把traceId放入口袋中
                traceIdKD.set(traceId);
                try {
                    controller(dataList);
                } finally {
                    //將tranceId從口袋中移除
                    traceIdKD.remove();
                }
            });
        }

        disposeRequestExecutor.shutdown();
    }
}

輸出：

****1565339904279[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565339904279[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565339904279[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565339904279[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565339904279[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565339904279[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565339904279[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565339904279[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565339904279[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565339904281[traceId:null],[線程:Thread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565339904281[traceId:null],[線程:Thread-5],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565339904281[traceId:null],[線程:Thread-4],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565339904281[traceId:null],[線程:Thread-6],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565339904281[traceId:null],[線程:Thread-9],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565339904282[traceId:null],[線程:Thread-8],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565339904282[traceId:null],[線程:Thread-10],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565339904282[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565339904282[traceId:null],[線程:Thread-7],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565339904282[traceId:null],[線程:Thread-11],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565339904282[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565339904282[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565339904283[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565339904283[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565339904283[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565339904283[traceId:null],[線程:Thread-12],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565339904283[traceId:null],[線程:Thread-13],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565339904283[traceId:null],[線程:Thread-14],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565339904284[traceId:null],[線程:Thread-15],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565339904284[traceId:null],[線程:Thread-17],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565339904284[traceId:null],[線程:Thread-16],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:62):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-1

看一下上面的輸出，有些traceId爲null，這是爲何呢？這是由於dao中爲了提高處理速度，建立了子線程來並行處理，子線程調用log的時候，去本身的存放traceId的口袋中拿去東西，確定是空的了。

那有什麼辦法麼？可不能夠這樣？

父線程至關於主管，子線程至關於幹活的小弟，主管讓小弟們幹活的時候，將本身兜裏面的東西複製一份給小弟們使用，主管兜裏面可能有不少牛逼的工具，爲了提高小弟們的工做效率，給小弟們都複製一個，丟到小弟們的兜裏，而後小弟就能夠從本身的兜裏拿去這些東西使用了，也能夠清空本身兜裏面的東西。

Thread對象中有個inheritableThreadLocals變量，代碼以下：

ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;

inheritableThreadLocals至關於線程中另一種兜，這種兜有什麼特徵呢，當建立子線程的時候，子線程會將父線程這種類型兜的東西所有複製一份放到本身的inheritableThreadLocals兜中，使用InheritableThreadLocal對象能夠操做線程中的inheritableThreadLocals兜。

InheritableThreadLocal經常使用的方法也有3個：

//向Thread中某個口袋中放東西
public void set(T value);
//獲取這個口袋中目前放的東西
public T get();
//清空這個口袋中放的東西
public void remove()

使用InheritableThreadLocal解決上面子線程中沒法輸出traceId的問題，只須要將上一個示例代碼中的ThreadLocal替換成InheritableThreadLocal便可，代碼以下：

package com.itsoku.chat24;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟着阿里p7學併發，微信公衆號：javacode2018
 */
public class Demo4 {

    //建立一個操做Thread中存放請求任務追蹤id口袋的對象,子線程能夠繼承父線程中內容
    static InheritableThreadLocal<String> traceIdKD = new InheritableThreadLocal<>();

    static AtomicInteger threadIndex = new AtomicInteger(1);
    //建立處理請求的線程池子
    static ThreadPoolExecutor disposeRequestExecutor = new ThreadPoolExecutor(3,
            3,
            60,
            TimeUnit.SECONDS,
            new LinkedBlockingDeque<>(),
            r -> {
                Thread thread = new Thread(r);
                thread.setName("disposeRequestThread-" + threadIndex.getAndIncrement());
                return thread;
            });

    //記錄日誌
    public static void log(String msg) {
        StackTraceElement stack[] = (new Throwable()).getStackTrace();
        //獲取當前線程存放tranceId口袋中的內容
        String traceId = traceIdKD.get();
        System.out.println("****" + System.currentTimeMillis() + "[traceId:" + traceId + "],[線程:" + Thread.currentThread().getName() + "]," + stack[1] + ":" + msg);
    }

    //模擬controller
    public static void controller(List<String> dataList) {
        log("接受請求");
        service(dataList);
    }

    //模擬service
    public static void service(List<String> dataList) {
        log("執行業務");
        dao(dataList);
    }

    //模擬dao
    public static void dao(List<String> dataList) {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(dataList.size());

        log("執行數據庫操做");
        String threadName = Thread.currentThread().getName();
        //模擬插入數據
        for (String s : dataList) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    //模擬數據庫操做耗時100毫秒
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
                    log("插入數據" + s + "成功,主線程：" + threadName);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    countDownLatch.countDown();
                }
            }).start();
        }
        //等待上面的dataList處理完畢
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //須要插入的數據
        List<String> dataList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            dataList.add("數據" + i);
        }

        //模擬5個請求
        int requestCount = 5;
        for (int i = 0; i < requestCount; i++) {
            String traceId = String.valueOf(i);
            disposeRequestExecutor.execute(() -> {
                //把traceId放入口袋中
                traceIdKD.set(traceId);
                try {
                    controller(dataList);
                } finally {
                    //將tranceId從口袋中移除
                    traceIdKD.remove();
                }
            });
        }

        disposeRequestExecutor.shutdown();
    }
}

輸出：

****1565341611454[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565341611454[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565341611454[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565341611454[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565341611454[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565341611454[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565341611454[traceId:2],[線程:disposeRequestThread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565341611454[traceId:1],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565341611454[traceId:0],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565341611557[traceId:2],[線程:Thread-5],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565341611557[traceId:0],[線程:Thread-4],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565341611557[traceId:1],[線程:Thread-11],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565341611557[traceId:1],[線程:Thread-3],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565341611557[traceId:1],[線程:Thread-8],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565341611557[traceId:0],[線程:Thread-6],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565341611557[traceId:0],[線程:Thread-10],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565341611557[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565341611557[traceId:2],[線程:Thread-9],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565341611558[traceId:2],[線程:Thread-7],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-3
****1565341611557[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565341611557[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.controller(Demo4.java:42):接受請求
****1565341611558[traceId:3],[線程:disposeRequestThread-2],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565341611558[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.service(Demo4.java:48):執行業務
****1565341611558[traceId:4],[線程:disposeRequestThread-1],com.itsoku.chat24.Demo4.dao(Demo4.java:56):執行數據庫操做
****1565341611659[traceId:3],[線程:Thread-15],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565341611659[traceId:4],[線程:Thread-14],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565341611659[traceId:3],[線程:Thread-13],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565341611659[traceId:3],[線程:Thread-12],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據0成功,主線程：disposeRequestThread-2
****1565341611660[traceId:4],[線程:Thread-16],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據1成功,主線程：disposeRequestThread-1
****1565341611660[traceId:4],[線程:Thread-17],com.itsoku.chat24.Demo4.lambda$dao$1(Demo4.java:64):插入數據數據2成功,主線程：disposeRequestThread-1

輸出中都有traceId了，和指望的結果一致。

但願經過這篇文章能夠學會使用InheritableThreadLocal和InheritableThreadLocal。有問題能夠加我微信itsoku交流，也能夠留言，謝謝。

java高併發系列目錄

1. 第1天:必須知道的幾個概念
2. 第2天:併發級別
3. 第3天:有關並行的兩個重要定律
4. 第4天:JMM相關的一些概念
5. 第5天:深刻理解進程和線程
6. 第6天:線程的基本操做
7. 第7天:volatile與Java內存模型
8. 第8天:線程組
9. 第9天：用戶線程和守護線程
10. 第10天:線程安全和synchronized關鍵字
11. 第11天:線程中斷的幾種方式
12. 第12天JUC:ReentrantLock重入鎖
13. 第13天:JUC中的Condition對象
14. 第14天:JUC中的LockSupport工具類，必備技能
15. 第15天：JUC中的Semaphore（信號量）
16. 第16天：JUC中等待多線程完成的工具類CountDownLatch，必備技能
17. 第17天：JUC中的循環柵欄CyclicBarrier的6種使用場景
18. 第18天：JAVA線程池，這一篇就夠了
19. 第19天：JUC中的Executor框架詳解1
20. 第20天：JUC中的Executor框架詳解2
21. 第21天：java中的CAS，你須要知道的東西
22. 第22天：JUC底層工具類Unsafe，高手必需要了解
23. 第23天：JUC中原子類，一篇就夠了

java高併發系列連載中，總計估計會有四五十篇文章。

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