使用ThreadLocal和InheritableThreadLocal存储和传递线程专用变量

分手后的思念是犯贱 2024-04-23 02:50 71阅读 0赞

**记录**：389

**场景**：使用InheritableThreadLocal和ThreadLocal，实现一个变量var，在线程A执行的多个环节中传递变量var。比如从HttpServletRequest的请求头获取的token值存放到ThreadLocal，那么在Controller层、Service层、Dao层以及相关环节中均可以从ThreadLocal获取token值。

**版本**：JDK 1.8,SpringBoot 2.6.3

**1.实现ThreadLocal工具类**

**1.1工具类**

public class ThreadLocalTool {
      private static InheritableThreadLocal<Map<String, Object>> reqMap = new InheritableThreadLocal<Map<String, Object>>() {
        // initialValue是ThreadLocal初始化方法
        protected Map<String, Object> initialValue() {
            return new HashMap<>();
        }
        // parentValue值存入childValue一并返回
        protected Map<String, Object> childValue(Map<String, Object> parentValue) {
            Map<String, Object> childValue = this.initialValue();
            childValue.putAll(parentValue);
            return childValue;
        }
      };
      // 获取当前线程值,reqMap.get()是ThreadLocal的get方法
      public static Map<String, Object> getCurrentValue() {
          return reqMap.get();
      }
      // 获取当前线程指定key的值
      public static Object getCurrentValueByKey(String key) {
          return reqMap.get().get(key);
      }
      // 设置当前线程值
      public static void setCurrentValue(String key, Object obj) {
          reqMap.get().put(key, obj);
      }
      // 清空当前线程值
      public static void clearValue() {
          reqMap.get().clear();
      }
    }

**1.2ThreadLocal使用ThreadLocalMap为每个线程维护一份数据**

(1)初始化创建对象InheritableThreadLocal，此对象继承ThreadLocal。

(2)在InheritableThreadLocal的initialValue方法中,传入给ThreadLocal一个已初始的对象，自定义变量就存储在这个对象中。

protected Map<String, Object> initialValue() {
        return new HashMap<>();
    }

(3)在ThreadLocal中的setInitialValue方法中，使用ThreadLocalMap为每个线程维护一份数据。

ThreadLocalMap的key值是当前线程，value是传入的对象。

类：java.lang.ThreadLocal

方法：

private T setInitialValue() {
      T value = initialValue();
      Thread t = Thread.currentThread();
      ThreadLocalMap map = getMap(t);
      if (map != null)
          map.set(this, value);
      else
          createMap(t, value);
      return value;
    }
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
      t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }

**1.3存储变量逻辑**

(1)工具类方法，ThreadLocalTool.setCurrentValue("中国", "china")。

(2)底层调用ThreadLocal的get方法获取当前线程变量Map<String, Object>对象。

自定义代码入口：

public static void setCurrentValue(String key, Object obj) {
        reqMap.get().put(key, obj);
    }

底层ThreadLocal代码入口：

类：java.lang.ThreadLocal

方法：get()

public T get() {
      Thread t = Thread.currentThread();
      ThreadLocalMap map = getMap(t);
      if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
      }
      return setInitialValue();
    }

解析：为根据当前线程获取为该线程存储的变量。

1.  调用Map<String, Object>的put(key, obj)存入值。

**1.4读取变量逻辑**

(1)工具类方法，ThreadLocalTool.getCurrentValueByKey("中国")。

(2)底层调用ThreadLocal的get方法获取当前线程变量Map<String, Object>对象。

自定义代码入口：

public static Object getCurrentValueByKey(String key) {
      return reqMap.get().get(key);
    }

底层ThreadLocal代码入口：

类：java.lang.ThreadLocal

方法：get()

解析：为根据当前线程获取为该线程存储的变量。

(3)调用Map<String, Object>的get(key)存入值。

**2.关于ThreadLocal本质**

ThreadLocal为每个线程存储一份变量的核心，就是ThreadLocal内部维护了ThreadLocalMap。ThreadLocalMap类是一个(Key,Value)键值对类，以每个线程对象为key，以传入给为ThreadLocal的对象Value。达到一个线程对应一个变量效果。

**3.验证ThreadLocal示例**

**3.1工具类ThreadLocalTool**

**3.2线程HangzhouRunnable**

public class HangzhouRunnable implements Runnable {
      private long millis;
      public HangzhouRunnable(long millis) {
          this.millis = millis;
      }
      @Override
      public void run() {
        System.out.println("HangzhouThread加入数据.");
        ThreadLocalTool.setCurrentValue("杭州", "hangzhou");
        ThreadLocalTool.setCurrentValue("杭州-西湖", "hangzhou-xihu");
        this.sleep();
        System.out.println("HangzhouThread遍历数据(休息3秒后),线程名称: "+Thread.currentThread().getName());
      
        Map<String, Object> map = ThreadLocalTool.getCurrentValue();
        map.forEach((key, value) -> {
            System.out.println("key = " + key + ",value = " + value);
        });
      }
      public void sleep() {
        try {
            Thread.sleep(this.millis);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
      }
    }

**3.3线程SuzhouRunnable**

public class SuzhouRunnable implements Runnable {
      private long millis;
      public SuzhouRunnable(long millis){
        this.millis=millis;
      }
      @Override
      public void run() {
        System.out.println("SuzhouThread加入数据.");
        ThreadLocalTool.setCurrentValue("苏州","suzhou");
        ThreadLocalTool.setCurrentValue("苏州-昆山","suzhou-kunshan");
        this.sleep();
        System.out.println("SuzhouThread遍历数据(休息2秒后),线程名称: "+Thread.currentThread().getName());
        Map<String, Object> map= ThreadLocalTool.getCurrentValue();
        map.forEach((key,value)->{
            System.out.println("key = " + key + ",value = " + value);
        });
      }
      public void sleep(){
        try {
            Thread.sleep(this.millis);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
      }
    }

**3.4主线类**

public class MainDemo {
      public static void main(String[] args) {
        System.out.println("MainDemo加入数据.");
        ThreadLocalTool.setCurrentValue("中国", "china");
        Thread hangzhouThread = new Thread(new HangzhouRunnable(3000));
        hangzhouThread.start();
        Thread suzhouThread = new Thread(new SuzhouRunnable(2000));
        suzhouThread.start();
        sleep(5000);
        Map<String, Object> main = ThreadLocalTool.getCurrentValue();
        System.out.println("MainDemo遍历数据(休息5秒后),线程名称: "+Thread.currentThread().getName());
        main.forEach((key, value) -> {
            System.out.println("key = " + key + ",value = " + value);
        });
      }
      
      public static void sleep(long millis) {
        try {
            Thread.sleep(millis);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
      }
    }

**3.5测试结论**

(1)主线程变量可以传递到子线程。

(2)子线程只能读取子线程内容。

(3)执行后打印

MainDemo加入数据.
    HangzhouThread加入数据.
    SuzhouThread加入数据.
    SuzhouThread遍历数据(休息2秒后),线程名称: Thread-1
    key = 苏州-昆山,value = suzhou-kunshan
    key = 中国,value = china
    key = 苏州,value = suzhou
    HangzhouThread遍历数据(休息3秒后),线程名称: Thread-0
    key = 中国,value = china
    key = 杭州,value = hangzhou
    key = 杭州-西湖,value = hangzhou-xihu
    MainDemo遍历数据(休息5秒后),线程名称: main
    key = 中国,value = china

以上，感谢。

2023年3月23日