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問題復(fù)現(xiàn)：

項(xiàng)目?jī)?nèi)原本采用的是DemoContext作為一個(gè)線程的上下文context，用于存儲(chǔ)從header頭、入?yún)?shù)的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)代碼復(fù)用及傳遞。

public class DemoContext {
    ...
  
    //創(chuàng)建一個(gè)ThreadLocal
  private static final ThreadLocal<String> CONTEXT_HOLDER = new ThreadLocal<>();
        
  ...
}

    @SneakyThrows
    public Boolean testThreadLocal(String s){
        LOGGER.info("實(shí)際傳入的值為"+s);
        //設(shè)置對(duì)應(yīng)傳入的值
        DemoContext.setContext(s);
        CompletableFuture<Throwable> subThread = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            try{
                //打印子線程的值
                LOGGER.info("子線程的contextStr為：" + DemoContext.getContext());
            }catch (Throwable throwable){
                return throwable;
            }
            return null;
        });
        //打印主線程的值
        LOGGER.info("主線程的contextStr為：" + DemoContext.getContext());
        Throwable throwable = subThread.get();
        if (throwable!=null){
            throw throwable;
        }
        DemoContext.clearContext();
        return true;
    }

但是實(shí)際ThreadLocal本身，是針對(duì)每個(gè)線程實(shí)現(xiàn)單獨(dú)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，并沒有實(shí)現(xiàn)線程變量的傳遞，因而導(dǎo)致子線程無法獲取到父線程的變量參數(shù)，從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)邏輯代碼本身出錯(cuò)。

2022-01-14 16:21:53.565  INFO 97654 --- [nio-8080-exec-2] c.example.demo.service.aop.TestService   : 實(shí)際傳入的值為1
2022-01-14 16:21:55.331  INFO 97654 --- [nio-8080-exec-2] c.example.demo.service.aop.TestService   : 主線程的contextStr為：1
2022-01-14 16:21:55.331  INFO 97654 --- [onPool-worker-1] c.example.demo.service.aop.TestService   : 子線程的contextStr為：

改進(jìn)一：InheritableThreadLocal

翻閱了網(wǎng)上的資料，了解到目前能夠?qū)崿F(xiàn)線程變量傳遞的方式主要是（ITL）和（TTL）兩種方式，因而嘗試性的使用了第一種方法，即采用ITL的方式實(shí)現(xiàn)。

代碼改動(dòng)主要如下：

public class DemoContext {
    ...
  
    //創(chuàng)建一個(gè)ThreadLocal
  private static final ThreadLocal<String> CONTEXT_HOLDER = new InheritableThreadLocal<>();
        
  ...
}

經(jīng)嘗試，父子線程確實(shí)已經(jīng)可以傳遞變量了，一下子安然自得不少～。同參數(shù)請(qǐng)求結(jié)果如下：

2022-01-14 16:40:30.476  INFO 98846 --- [nio-8080-exec-8] c.example.demo.service.aop.TestService   : 實(shí)際傳入的值為: 1
2022-01-14 16:40:30.477  INFO 98846 --- [onPool-worker-5] c.example.demo.service.aop.TestService   : 子線程id=51，contextStr為：1
2022-01-14 16:40:30.477  INFO 98846 --- [nio-8080-exec-8] c.example.demo.service.aop.TestService   : 主線程id=46，contextStr為：1
2022-01-14 16:40:35.045  INFO 98846 --- [nio-8080-exec-9] c.example.demo.service.aop.TestService   : 實(shí)際傳入的值為: 1
2022-01-14 16:40:35.045  INFO 98846 --- [nio-8080-exec-9] c.example.demo.service.aop.TestService   : 主線程id=48，contextStr為：1
2022-01-14 16:40:35.045  INFO 98846 --- [onPool-worker-5] c.example.demo.service.aop.TestService   : 子線程id=51，contextStr為：1
...

但是過了一陣時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了新的問題，子線程內(nèi)攜帶的變量和主線程實(shí)際變量不一致，造成了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)查詢混亂的問題。

2022-01-14 16:41:18.449  INFO 98846 --- [nio-8080-exec-1] c.example.demo.service.aop.TestService   : 實(shí)際傳入的值為: 1
2022-01-14 16:41:18.449  INFO 98846 --- [nio-8080-exec-1] c.example.demo.service.aop.TestService   : 主線程id=37，contextStr為：1
2022-01-14 16:41:18.449  INFO 98846 --- [onPool-worker-6] c.example.demo.service.aop.TestService   : 子線程id=52，contextStr為：2

搜尋了相關(guān)文章內(nèi)容研究發(fā)現(xiàn)，InheritableThreadLocal的原理是在子線程初始化的時(shí)候，將父線程的InheritableThreadLocal拷貝到子線程內(nèi)。具體源碼如下：

private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,long stackSize, AccessControlContext acc,
                      boolean inheritThreadLocals) {
  ...
    //如果需要集成ThreadLocal 且父親的InheritableThreadLocal不為空
        if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)
           this.inheritableThreadLocals = ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
  ...
}

但是問題在于，絕大多數(shù)的項(xiàng)目中會(huì)用到線程池，而線程池的工作機(jī)制就是【將當(dāng)前工作的線程再次復(fù)用】，因此，線程池是不會(huì)進(jìn)行線程初始化的調(diào)用的。也就導(dǎo)致了單純使用InheritThreadLocal會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)污染的問題。

改進(jìn)二：TransmittableThreadLocal

針對(duì)該問題，阿里的大佬們自行研發(fā)和開源了相應(yīng)的組件TransmittableThreadLocal解決了這一痛點(diǎn)。

TransmittableThreadLocal繼承了InheritThreadLocal類并對(duì)其進(jìn)行的增強(qiáng)。

其使用主要有以下幾種：

一、針對(duì)普通task執(zhí)行的方式：

    @SneakyThrows
    public Boolean testNormalThreadTask(String s){
        LOGGER.info("實(shí)際傳入的值為: " + s);
        //設(shè)置對(duì)應(yīng)傳入的值
        DemoContext.setContext(Integer.valueOf(s));
        Runnable runnable = () -> LOGGER.info(String.format("子線程id=%s，contextStr為：%s", Thread.currentThread().getId(), DemoContext.getContext()));
        //關(guān)鍵性代碼，采用TtlRunnable進(jìn)行裝飾
        Runnable ttlRunnable = TtlRunnable.get(runnable);
        demoExecutor.submit(ttlRunnable);
        LOGGER.info(String.format("主線程id=%s，contextStr為：%s",Thread.currentThread().getId(),DemoContext.getContext()));
        return true;
    }

二、針對(duì)線程池的執(zhí)行方式：

針對(duì)線程池，自然也是可以先修飾task，再調(diào)用線程池執(zhí)行的方式。亦或者是通過對(duì)線程池進(jìn)行包裝，從而獲取新的線程池變量。主要支持的包裝方法有以下幾個(gè)：

省去每次Runnable和Callable傳入線程池時(shí)的修飾，這個(gè)邏輯可以在線程池中完成。

通過工具類com.alibaba.ttl.threadpool.TtlExecutors完成，有下面的方法：

getTtlExecutor：修飾接口Executor
getTtlExecutorService：修飾接口ExecutorService
getTtlScheduledExecutorService：修飾接口ScheduledExecutorService

這里我以getTtlExecutor為例子，將對(duì)應(yīng)的線程池進(jìn)行包裝后，發(fā)現(xiàn)問題得到解決。

    @Bean(name = "demoExecutor")
    public Executor demoExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor threadPoolTaskExecutor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        threadPoolTaskExecutor.setCorePoolSize(5);
        threadPoolTaskExecutor.setQueueCapacity(0);
        threadPoolTaskExecutor.setKeepAliveSeconds(3600);
        threadPoolTaskExecutor.setMaxPoolSize(50);
        threadPoolTaskExecutor.setThreadNamePrefix("demoExecutor-");
        threadPoolTaskExecutor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        threadPoolTaskExecutor.setWaitForTasksToCompleteOnShutdown(true);
        threadPoolTaskExecutor.initialize();
        //對(duì)相應(yīng)的線程池進(jìn)行包裝
        return TtlExecutors.getTtlExecutor(threadPoolTaskExecutor.getThreadPoolExecutor());
    }

三、針對(duì)java代碼還有無侵入方式的解決方案

即借助于javaAgent實(shí)現(xiàn)的代理方式，這種方式能夠?qū)Υa實(shí)現(xiàn)無侵入。

通過設(shè)置一個(gè)ThreadLocalAgent，來達(dá)到目的。

@Slf4j
public final class ThreadLocalAgent {

    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst) {
        TtlAgent.premain(agentArgs, inst); // add TTL Transformer
    }
}

注意，在bootclasspath上，還是要加上TTL Jar：

-Xbootclasspath/a:/path/to/transmittable-thread-local-2.x.y.jar:/path/to/your/agent/jar/files

更詳細(xì)的步驟可以參考transmittable-thread-local

改進(jìn)三：自定義裝飾器

ThreadPoolTaskExecutor本身也是支持設(shè)置對(duì)應(yīng)的裝飾器的，因此，我們也可以對(duì)裝飾器進(jìn)行重載，在子線程進(jìn)行runnable任務(wù)的時(shí)候，將父線程的Context變量傳入到子線程的Context變量中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的變量傳遞。

public class GatewayHeaderTaskDecorator implements TaskDecorator {

    @Override
    public Runnable decorate(Runnable runnable) {
        // 獲取父線程的DemoContext
        Integer contextInt = DemoContext.getContext();
        return () -> {
            try {
              // 添加到子線程中 完成拷貝
                DemoContext.setContext(contextInt);
                runnable.run();
            } finally {
                DemoContext.clearContext();
            }
        };
    }
}

2022-01-14 17:50:27.446  INFO 5969 --- [nio-8080-exec-2] c.example.demo.service.aop.TestService   : 實(shí)際傳入的值為: 2
2022-01-14 17:50:27.451  INFO 5969 --- [onPool-worker-2] c.example.demo.service.aop.TestService   : 子線程id=64，contextStr為：2
2022-01-14 17:50:27.451  INFO 5969 --- [nio-8080-exec-2] c.example.demo.service.aop.TestService   : 主線程id=63，contextStr為：2
2022-01-14 17:50:31.135  INFO 5969 --- [nio-8080-exec-3] c.example.demo.service.aop.TestService   : 實(shí)際傳入的值為: 2
2022-01-14 17:50:31.135  INFO 5969 --- [nio-8080-exec-3] c.example.demo.service.aop.TestService   : 主線程id=65，contextStr為：2
2022-01-14 17:50:31.135  INFO 5969 --- [onPool-worker-2] c.example.demo.service.aop.TestService   : 子線程id=64，contextStr為：2

參考文獻(xiàn)

transmittable-thread-local

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改進(jìn)一：InheritableThreadLocal

改進(jìn)二：TransmittableThreadLocal

改進(jìn)三：自定義裝飾器

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