TransmittableThreadLocal解决线程池本地变量问题，原来我一直理解错了❌

待我称王封你为后i 2023-09-28 14:42 12阅读 0赞

## 前言 ##

--------------------

自从上次TransmittableThreadLocal框架作者评论我之后，我重新去看了下源码，终于在这个周天，我才把TransmittableThreadLocal解决线程池变量丢失的问题搞明白，而且发现我之前的认识有问题，久久孩子

我之前是觉得，**InheritableThreadLocal解决父子线程变量传递**的问题，这个没有毛病，主要是**TransmittableThreadLocal解决线程池变量丢失问题**，我一直以为是拿不到父线程的本地变量的，结果打脸了，因为线程池**第一批**子线程是main线程创建出来的，属于**父子线程**。

**最关键的问题**是，线程池会复用之前的线程，导致父线程的本地变量更新之后，之前创建的子线程拿不到这个值。

那么我们去看下它是怎么解决的～

## InheritableThreadLocal缺陷 ##

### 线程池第一批线程能否拿到父线程变量？ ###

我们通过一个demo来试下

打印是1，ThreadLocal get方法拿的是当前线程里面map来找值，既然子线程里头能找到父线程的值，说明第一批线程池创建的子线程是会被复制父线程的变量的，也就是InheritableThreadLocal的功劳

![format_png][]

### 那么InheritableThreadLocal的缺陷在哪里？ ###

它的缺陷其实就是TransmittableThreadLocal要去解决的。主要问题是线程池的线程复用，池化技术大家都听过吧，没有听过过来挨打。就是把连接热乎了，不用每次都去拿新的。

意味着，**如果我在后面改了父线程，子线程不会更新它的本地变量map，关键问题浮出水面～**

我们看下代码

ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1,1,1, TimeUnit.MINUTES,new ArrayBlockingQueue<>(1));
    
    ThreadLocal local = new InheritableThreadLocal();
    local.set(1);
    
    
    executor.execute(()->{
        System.out.println("打印1:"+local.get());
    });
    
    local.set(2);
    
    System.out.println("打印2:"+local.get());
    
    executor.execute(()->{
        System.out.println("打印3:"+local.get());
    });
    
    复制代码

它居然打印的还是1，我的天，就是我们刚刚讲的，父线程更新了，子线程拿到还是旧的值。

**这样会引发什么问题呢？**

如果我在实现apm全链路追踪的功能，我用本地变量缓存当前访问的traceid，使用线程池的话，那么我们下次请求还是会拿到旧的traceid，那就gg

**解决方案是什么？**

local.set(2);
    
    System.out.println("打印2:"+local.get());
    
    executor.execute(()->{
        local.set(2);
    
        System.out.println("打印3:"+local.get());
    })
    复制代码

解决方案也很简单，就是在线程里头重新set一遍，为啥这样就能解决呢？

回到ThreadLocal get方法上，它是从本地线程去拿的，如果你重新去set了，那么本地线程变量也能读到了。

![format_png 1][]

## TransmittableThreadLocal ##

### 它如何解决线程池变量更新问题的呢？ ###

我们来看下一个例子

private static ExecutorService TTLExecutor = TtlExecutors.getTtlExecutorService(Executors.newFixedThreadPool(5));
    //定义另外一个线程池循环执行，模拟业务场景下多Http请求调用的情况
    private static ExecutorService loopExecutor = Executors.newFixedThreadPool(5);
    private static AtomicInteger i=new AtomicInteger(0);
    //TTL的ThreadLocal
    private static ThreadLocal tl = new TransmittableThreadLocal<>(); //这里采用TTL的实现
    public static void main(String[] args) {
    
        while (true) {
    
            loopExecutor.execute( () -> {
                if(i.get()<10){
                    tl.set(i.getAndAdd(1));
                    TTLExecutor.execute(() -> {
                        System.out.println(String.format("子线程名称-%s, 变量值=%s", Thread.currentThread().getName(), tl.get()));
                    });
                }
            });
        }
    }
    复制代码

它的打印是正常的，就是父线程累加数字，子线程也能正常读取，关键就这**TtlExecutors.getTtlExecutorService**。

#### ExecutorServiceTtlWrapper ####

![format_png 2][]

这是一个封装类，把ExecutorService包进去，那**它关键做了什么**？

![format_png 3][]

![format_png 4][]

好家伙，把Runnable,callable封装了一层，然后再给线程池提交

#### TtlRunnable ####

![format_png 5][]

![format_png 6][]

看到了吗？**最核心的来了，快照，还有Transmitter发射器**

#### Transmitter ####

![format_png 7][]

这个发射器里头有快照，**快照保存什么呢？**

我们可以想象成两个值【所有父子线程变量，子线程自身变量】

我们注意下hold这个类，是一个全局静态变量，类似一个收集者。

### 它的思路是怎样的呢？ ###

![format_png 8][]

我们再根据demo进行debug进去看看

**com.alibaba.ttl.TtlRunnable\#run**

![format_png 9][]

分为三部分，分别是取出旧的快照，然后把新快照塞进子线程，然后再把旧快照补回去子线程。

1.  取出旧的快照

Object captured = capturedRef.get();
    复制代码

1.  把新快照塞进子线程

![format_png 10][]

原文叫重放

![format_png 11][]

首先它拿到所有的变量，塞到backup里头，然后做了一次更新操作，比如说我一个子线程删除了，是不是要把hold这个统计里头剔除掉对吧

**setTtlValuesTo**

这个就是最重要的把父变量塞到子线程里头

![format_png 12][]

1.  把旧快照backup塞回子线程

为啥？因为线程复用，比如说A线程塞了一个xx，下次其实应该拿不到了，但是实际上因为线程复用导致还能拿到，所以我们需要将旧快照塞回去。

![format_png 13][]

## 总结 ##

TransmittableThreadLocal通过将线程封装成TtlRunnable，然后通过快照还有hold一个总收集变量东西来解决

## agent无侵入实现 ##

![format_png 14][]

其实就是改写excute方法，塞入改造后的TtlRunnable，而不是之前的Runnable;

![83194cd3a4bc4ccca9af980d479b7ed6.jpeg][]

[format_png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/cb919f39ade10d4585a99a82ad0b32dd.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b4befab7a4fcd63967d61a2d9c2ad8e6.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/58515ed10ee98ac42022b6d9065a1cdc.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/3acbe3afca91333cafd69d75bc7cb57a.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ee7aa1060293b1189b5da870b3ab3512.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/41f80d42aa3f62d06aa2fba411614833.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 6]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/fcf93ea174ad015ffe44150e5f74c6c5.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 7]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/75e527efcf38c22b1c36de6d801c7ee7.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 8]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/3765ce102544afbb4dce1984aca3ca86.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 9]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9060587878899fb9cbe9871b9a612182.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 10]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/05243fcd5739e0eebedd7ada772d6578.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 11]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/fee70ddfb5810127a41d939af6324ae7.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 12]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e3c3a9f1d063137f9abd11ea6fafac38.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 13]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b4104eb6f5d1bc21031c6ebe5177d765.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 14]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b802dff632d1d66ae3ac520b2821dbe6.webp?x-oss-process=image/format,png
[83194cd3a4bc4ccca9af980d479b7ed6.jpeg]: https://img-blog.csdnimg.cn/83194cd3a4bc4ccca9af980d479b7ed6.jpeg