Java并发编程: TransmittableThreadLocal实现父子线程之间值传递_transmittablethreadlocal原理

一、TransmittableThreadLocal概念

1、介绍

TransmittableThreadLocal 是 Alibaba 开源框架 transmittable-thread-local 中的一个核心类，它扩展了 Java 的标准 ThreadLocal 类。与标准的 ThreadLocal 不同，TransmittableThreadLocal 的值可以在线程之间传递，尤其是在线程池中的线程复用场景下。

2、主要特性：

• 线程间传递：TransmittableThreadLocal 的值可以在线程之间传递，这在某些场景中是非常有用的，例如在使用线程池时，任务之间的数据传递。
• 避免内存泄漏：像标准的 ThreadLocal 一样，TransmittableThreadLocal 也需要注意避免内存泄漏。确保在不再需要值时调用 remove() 方法来清除数据。
• 集成与扩展：TransmittableThreadLocal 提供了与标准 ThreadLocal 的良好集成，使得迁移和使用更加简单。同时，它也提供了一些扩展功能，以满足更复杂的需求。

3、使用场景：

• 线程池中的上下文传递：当使用线程池时，线程可能会被多个任务复用。使用 TransmittableThreadLocal，可以在任务之间传递上下文信息，而无需显式地在线程之间传递参数。
  • 链路追踪：如日志链路追踪，例如：traceId在线程池中的传递。
  • 用户会话信息：在http请求中获取用户id和租户id信息。
• 跨组件的数据传递：在复杂的分布式系统或微服务架构中，有时需要在不同的组件或模块之间传递数据。虽然这通常通过其他机制（如消息头、HTTP 上下文等）实现，但在某些情况下，使用 TransmittableThreadLocal 可能是一种简单且有效的方法。

4、注意事项：

• 内存泄漏：与 ThreadLocal 一样，需要小心处理 TransmittableThreadLocal 的生命周期，以避免内存泄漏。
• 线程安全：虽然 TransmittableThreadLocal 本身提供了线程间的数据传递功能，但存储在其中的数据本身仍然需要是线程安全的。
• 集成与兼容性：虽然 TransmittableThreadLocal 与标准的 ThreadLocal 兼容，但在某些复杂的场景下，可能需要额外的考虑和测试来确保其正常工作。

总的来说，TransmittableThreadLocal 是一个强大的工具，用于在线程之间传递数据，特别是在使用线程池等高级并发场景时。然而，使用它时需要谨慎，并确保正确处理其生命周期和线程安全性。

二、TransmittableThreadLocal的使用

1、TransmittableThreadLocal使用的2种方式

• 使用TtlRunnable get(@Nullable Runnable runnable)装饰Runnable或使用TtlCallable get(@Nullable Callable callable)装饰callable
• ExecutorService getTtlExecutorService(@Nullable ExecutorService executorService)装饰executorService

2、在线程池中的应用

线程之间的值传递验证：
引入依赖：

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>transmittable-thread-local</artifactId>
            <version>2.14.4</version>
        </dependency>
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使用方式一：

package chatpter08;

import com.alibaba.ttl.TransmittableThreadLocal;
import com.alibaba.ttl.TtlRunnable;
import com.alibaba.ttl.threadpool.TtlExecutors;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestTransmittableThreadLocal02 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final TransmittableThreadLocal transmittableThreadLocal = new TransmittableThreadLocal();
        transmittableThreadLocal.set("aaa");
        Runnable runnable = () -> {
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            System.out.println("====" + Thread.currentThread().getId() + "====");
            System.out.println(transmittableThreadLocal.get());
        };

        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);

        int i = 0;
        while(Boolean.TRUE) {
            executorService.execute(TtlRunnable.get(runnable));
            transmittableThreadLocal.set(i + "AA");
            i ++;
        }
    }
}

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使用方式二：

package chatpter08;

import com.alibaba.ttl.TransmittableThreadLocal;
import com.alibaba.ttl.threadpool.TtlExecutors;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestTransmittableThreadLocal {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final TransmittableThreadLocal transmittableThreadLocal = new TransmittableThreadLocal();
        transmittableThreadLocal.set("aaa");
        Runnable runnable = () -> {
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            System.out.println("====" + Thread.currentThread().getId() + "====");
            System.out.println(transmittableThreadLocal.get());
        };

        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
        ExecutorService ttlExecutorService = TtlExecutors.getTtlExecutorService(executorService);

        int i = 0;
        while(Boolean.TRUE) {
            ttlExecutorService.execute(runnable);
            transmittableThreadLocal.set(i + "AA");
            i ++;
        }
    }
}

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运行结果：

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aaa
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0AA
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1AA
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2AA
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3AA
====13====
4AA
====13====
5AA
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6AA
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7AA
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8AA
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通过运行结果可以看到TransmittableThreadLocal具有在在线程之间值传递的功能

三、TransmittableThreadLocal原理

在设计上采用了装饰器模型来增强Runnable和Callable等线程任务。

四、应用场景

• 一次「找回」TraceId的问题分析与过程思考