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      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

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      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      2025-03-21 08:23:19 阅读次数:8

      key,ThreadLocal,上下文,引用,线程

      探讨如何基于 ThreadLocal 实现一个高效的上下文管理组件,以解决多线程环境下的数据共享和上下文管理这些问题。通过具体的代码示例和实战展示 ThreadLocal 如何为多线程编程提供一种简洁而高效的上下文管理方案。

      一、ThreadLocal基本知识回顾分析

      (一)ThreadLocal原理

      ThreadLocal 是 Java 提供的一个用于线程级别数据存储的类。它为每个线程提供了独立的变量副本,使得每个线程都能独立地操作自己的变量,而不会与其他线程的变量冲突。这种机制特别适用于需要线程隔离的场景,通过 ThreadLocal,我们可以确保同一个变量在不同线程中拥有各自独立的值。

      我们先来看下Thread、ThreadLocalMap、ThreadLocal结构关系:

      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      • 每个Thread都有一个ThreadLocalMap变量
      • ThreadLocalMap内部定义了Entry(ThreadLocal<?> k, Object v)节点类,这个节点继承了WeakReference类泛型为ThreacLocal类

      ThreadLocal主要作用就是实现线程间变量隔离,对于一个变量,每个线程维护一个自己的实例,防止多线程环境下的资源竞争,那ThreadLocal是如何实现这一特性的呢?基本原理实现如下:

      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      1. 每个Thread对象中都包含一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的threadlocals成员变量;

      2. 该map对应的每个元素Entry对象中:key是ThreadLocal对象的弱引用,value是该threadlocal变量在当前线程中的对应的变量实体;

      3. 当某一线程执行获取该ThreadLocal对象对应的变量时,首先从当前线程对象中获取对应的threadlocals哈希表,再以该ThreadLocal对象为key查询哈希表中对应的value;

      4. 由于每个线程独占一个threadlocals哈希表,因此线程间ThreadLocal对象对应的变量实体也是独占的,不存在竞争问题,也就避免了多线程问题。

      (二)既然ThreadLocalMap的key是弱引用,GC之后key是否为null?

      在搞清楚这个问题之前,我们需要先搞清楚Java的四种引用类型:

      • 强引用:new出来的对象就是强引用,只要强引用存在,垃圾回收器就永远不会回收被引用的对象,哪怕内存不足的时候。
      • 软引用:使用SoftReference修饰的对象被称为软引用,在内存要溢出的时候软引用指向的对象会被回收。
      • 弱引用:使用WeakReference修饰的对象被称为弱引用,只要发生垃圾回收,被弱引用指向的对象就会被回收。
      • 虚引用:虚引用是最弱的引用,用PhantomReference进行定。唯一的作用就是用来队列接受对象即将死亡的通知。

      这个问题的答案是不为null,从上图的图示就可以直接看出。

      (三)ThreadLocal中的内存泄漏问题及JDK处理方法

      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      由图可知,ThreadLocal.ThreadLocalMap 对应的Entry中,key为ThreadLocal对象的弱引用,方法执行对应栈帧中的ThreadLocal引用为强引用。当方法执行过程中,由于栈帧销毁或者主动释放等原因,释放了ThreadLocal对象的强引用,即表示该ThreadLocal对象可以被回收了。又因为Entry中key为ThreadLocal对象的弱引用,所以当jvm执行GC操作时是能够回收该ThreadLocal对象的。

      而Entry中value对应的是变量实体对象的强引用,因此释放一个ThreadLocal对象,是无法释放ThreadLocal.ThreadLocalMap中对应的value对象的,也就造成了内存泄漏。除非释放当前线程对象,这样整个threadlocals都被回收了。但是日常开发中会经常使用线程池等线程池化技术,释放线程对象的条件往往无法达到。

      JDK处理的方法是,在ThreadLocalMap进行set()、get()、remove()的时候,都会进行清理:

      private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
          int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
          Entry e = table[i];
          if (e != null && e.get() == key)
              return e;
          else
              return getEntryAfterMiss(key, i, e);
      }
      private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
          Entry[] tab = table;
          int len = tab.length;
      
          while (e != null) {
              ThreadLocal<?> k = e.get();
              if (k == key)
                  return e;
              if (k == null)
                  //如果key为null,对应的threadlocal对象已经被回收,清理该Entry
                  expungeStaleEntry(i);
              else
                  i = nextIndex(i, len);
              e = tab[i];
          }
          return null;
      }

      (四)部分核心源码回顾

      ThreadLocal的API很少就包含了4个,分别是get()、set()、remove()、withInitial(),源码如下:

      public T get() {}
      
      public void set(T value){}
      
      public void remove(){}
      
      public static <S> ThreadLocal<S> withInitial(Supplier<? extends S> supplier) {
              
      }
      • get():从当前线程的 ThreadLocalMap 获取与当前 ThreadLocal 对象对应的值。如果 ThreadLocalMap 中不存在该值,则调用 setInitialValue() 方法进行初始化。
      • set(T value):将当前线程的 ThreadLocalMap 中的值设置为给定的 value。如果当前线程没有 ThreadLocalMap,则会创建一个新的 ThreadLocalMap 并将值设置进去。
      • remove():从当前线程的 ThreadLocalMap 中移除与当前 ThreadLocal 对象对应的值,帮助防止内存泄漏。
      • withInitial(Supplier<? extends T> supplier):返回一个新的 ThreadLocal 对象,其初始值由 Supplier 提供。这允许使用者在创建 ThreadLocal 时指定初始值。

      针对这几个源码我们重点进行分析和体会。

      ThreadLocal.set()方法源码详解

      pubic void set(T value) {
          // 获取当前线程
          Thread t = Threac.currentThread();
          // 获取当前线程的ThreadLocalMap
          ThreadLocalMap map = getMap(t);
          // 如果map不为null, 调用ThreadLocalMap.set()方法设置值
          if (map != null)
              map.set(this, value);
          else 
              // map为null,调用createMap()方法初始化创建map
              createMap(t, value);
      }
      
      // 返回线程的ThreadLocalMap.threadLocals
      ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
          return t.threadLocals;
      }
      
      // 调用ThreadLocalMap构造方法创建ThreadLocalMap
      void createMap(Thread t, T firstValue) {
          t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
      }
      
      // ThreadLocalMap构造方法,传入firstKey, firstValue
      ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
          // 初始化Entry表的容量 = 16
          table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
          // 获取ThreadLocal的hashCode值与运算得到数组下标
          int i = firsetKey.threadLocalHashCode & (INITAL_CAPACITY - 1);
          // 通过下标Entry表赋值
          table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
          // Entry表存储元素数量初始化为1
          size = 1;
          // 设置Entry表扩容阙值 默认为 len * 2 / 3
          setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
      }
      
      private void setThreshold(int len) {
          threshold = len * 2 / 3
      }

      ThreadLocal.set()方法还是很简单的,核心方法在ThreadLocalMap.set()方法

      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      基本流程可总结如下:

      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      ThreadLocalMap.get()方法详解

      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;
              }
          }
          // 未找到的话,则调用setInitialValue()方法设置null
          return setInitialValue();
      }
      
      private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
          int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
          Entry e = table[i];
          // key相等直接返回
          if (e != null && e.get() == key)
              return e;
          else
              // key不相等调用getEntryAfterMiss()方法
              return getEntryAfterMiss(key, i, e);
      }
      
      private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
          Entry[] tab = table;
          int len = tab.length;
          
          // 迭代往后查找key相等的entry
          while (e != null) {
              ThreadLocal<?> k = e.get();
              if (k == key)
                  return e;
              // 遇到key=null的entry,先进行探测式清理工作
              if (k == null)
                  expungeStaleEntry(i);
              else
                  i = nextIndex(i, len);
              e = tab[i];
          }
          return null;
      }

      主要包含两种情况,一种是hash计算出下标,该下标对应的Entry.key和我们传入的key相等的情况,另外一种就是不相等的情况。

      相等情况:相等情况处理很简单,直接返回value,如下图,比如get(ThreadLocal1)计算下标为4,且4存在Entry,且key相等,则直接返回value = 11:

      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      不相等情况:不相等情况,以get(ThreadLocal2)为例计算下标为4,且4存在Entry,但key相等,这个时候则为往后迭代寻找key相等的元素,如果寻找过程中发现了有key = null的元素则回进行探测式清理操作。如下图:

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      迭代到index=5的数据时,此时Entry.key=null,触发一次探测式数据回收操作,执行expungeStaleEntry()方法,执行完后,index 5、8的数据都会被回收,而index 6、7的数据都会前移,此时继续往后迭代,到index = 6的时候即找到了key值相等的Entry数据,如下图:

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      ThreadLocal.remove()方法源码详解

      public void remove() {
          // 获取当前线程的 ThreadLocalMap
          ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
          if (m != null)
              // 如果当前线程有 ThreadLocalMap,则在 map 中移除当前 ThreadLocal 的值
              m.remove(this);
      }
      
      static class ThreadLocalMap {
      
          // 内部 Entry 类,继承自 WeakReference<ThreadLocal<?>>
          static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
              // ThreadLocal 对应的值
              Object value;
      
              Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
                  super(k);
                  value = v;
              }
          }
      
          // 线程局部变量哈希表
          private Entry[] table;
      
          private void remove(ThreadLocal<?> key) {
              Entry[] tab = table;
              int len = tab.length;
              // 计算当前 ThreadLocal 的哈希值在数组中的索引位置
              int i = key.threadLocalHashCode & (len - 1);
              
              // 从hash获取的下标开始,寻找key相等的entry元素清除
              for (Entry e = tab[i];
                   e != null;
                   e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
                  if (e.get() == key) {
                      e.clear();  // 清除键的引用
                      expungeStaleEntry(i);  // 清除相应的值
                      return;
                  }
              }
          }
      
          // 用于计算下一个索引位置
          private int nextIndex(int i, int len) {
              return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
          }
      
          // 清除无效的 Entry
          private void expungeStaleEntry(int staleSlot) {
              Entry[] tab = table;
              int len = tab.length;
      
              // 清除给定槽位的 Entry
              tab[staleSlot].value = null;
              tab[staleSlot] = null;
      
              // Rehash until we encounter null
              Entry e;
              int i;
              for (i = nextIndex(staleSlot, len);
                   (e = tab[i]) != null;
                   i = nextIndex(i, len)) {
                  ThreadLocal<?> k = e.get();
                  if (k == null) {
                      e.value = null;
                      tab[i] = null;
                  } else {
                      int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1);
                      if (h != i) {
                          tab[i] = null;
      
                          while (tab[h] != null)
                              h = nextIndex(h, len);
                          tab[h] = e;
                      }
                  }
              }
          }
      }
      

      ThreadLocal.remove()核心是调用ThreadLocalMap.remove()方法,流程如下:

      1. 通过hash计算下标。
      2. 从散列表该下标开始往后查key相等的元素,如果找到则做清除操作,引用置为null,GC的时候key就会置为null,然后执行探测式清理处理。

      (五)简单的直观体会

      以下是 ThreadLocal 的基本使用示例:

      package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;
      
      /**
       * @program: zyfboot-javabasic
       * @description: ThreadLocal 的基本使用示例
       * @author: zhangyanfeng
       * @create: 2024-06-02 13:22
       **/
      public class ThreadLocalExample {
          private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> 1);
      
          public static void main(String[] args) {
              Runnable task = () -> {
                  int value = threadLocal.get();
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " initial value: " + value);
                  threadLocal.set(value + 1);
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " updated value: " + threadLocal.get());
              };
      
              Thread thread1 = new Thread(task, "Thread 1");
              Thread thread2 = new Thread(task, "Thread 2");
      
              thread1.start();
              thread2.start();
          }
      }
      

      直接结果查看可感受到其ThreadLocal主要作用就是实现线程间变量隔离,对于一个变量,每个线程维护一个自己的实例,防止多线程环境下的资源竞争。

      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      二、基于Threadlocal实现的上下文管理组件ContextManager

      在实际开发中,我们经常需要维护一些上下文信息,这样可以避免在方法调用过程中传递过多的参数。例如,当 Web 服务器收到一个请求时,需要解析当前登录状态的用户,并在后续的业务处理中使用这个用户名。如果只需要维护一个上下文数据,如用户名,可以通过方法传参的方式,将用户名作为参数传递给每个业务方法。然而,如果需要维护的上下文信息较多,这种方式就显得笨拙且难以维护。

      一个更加优雅的解决方案是使用 ThreadLocal 来实现请求线程的上下文管理。这样,同一线程中的所有方法都可以通过 ThreadLocal 对象直接读取和修改上下文信息,而无需在方法间传递参数。当需要维护多个上下文状态时,可以使用多个 ThreadLocal 实例来存储不同的信息。虽然这种方式在某些情况下也能接受,但在使用线程池时,问题就变得复杂了。因为线程池中的线程会被多个请求重复使用,如何将 ThreadLocal 中的上下文信息从主线程传递到线程池中的工作线程成为一个难题。

      基于上述考虑,我们介绍一种基于 ThreadLocal 实现的上下文管理组件 ContextManager,它能够简化上下文信息的管理,并解决线程池环境中的上下文传递问题。

      (一)定义 ContextManager 类

      首先,定义一个 ContextManager 类用于管理上下文信息。

      package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;
      
      import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
      import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
      
      /**
       * @program: zyfboot-javabasic
       * @description: 用于管理上下文信息
       * @author: zhangyanfeng
       * @create: 2024-06-02 13:48
       **/
      public class ContextManager {
          // 静态变量,维护不同线程的上下文
          private static final ThreadLocal<ContextManager> CONTEXT_THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>();
      
          // 实例变量,维护每个上下文中所有的状态数据
          private final ConcurrentMap<String, Object> values = new ConcurrentHashMap<>();
      
          // 获取当前线程的上下文
          public static ContextManager getCurrentContext() {
              return CONTEXT_THREAD_LOCAL.get();
          }
      
          // 在当前上下文设置一个状态数据
          public void set(String key, Object value) {
              if (value != null) {
                  values.put(key, value);
              } else {
                  values.remove(key);
              }
          }
      
          // 在当前上下文读取一个状态数据
          public Object get(String key) {
              return values.get(key);
          }
      
          // 开启一个新的上下文
          public static ContextManager beginContext() {
              ContextManager context = CONTEXT_THREAD_LOCAL.get();
              if (context != null) {
                  throw new IllegalStateException("A context is already started in the current thread.");
              }
              context = new ContextManager();
              CONTEXT_THREAD_LOCAL.set(context);
              return context;
          }
      
          // 关闭当前上下文
          public static void endContext() {
              CONTEXT_THREAD_LOCAL.remove();
          }
      }
      

      (二)使用 ContextManager 进行上下文管理

      假设我们有一个在线商城系统,用户在进行购物时需要进行身份认证,并且在用户进行购物操作时,需要记录用户的购物车信息。我们可以使用 ContextManager 类来管理用户的上下文信息。

      package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;
      
      import org.zyf.javabasic.skills.reflection.dto.Product;
      
      /**
       * @program: zyfboot-javabasic
       * @description: 用户在进行购物时需要进行身份认证,并且在用户进行购物操作时,需要记录用户的购物车信息。
       * @author: zhangyanfeng
       * @create: 2024-06-02 14:02
       **/
      public class ShoppingCartService {
          public void addToCart(Product product, int quantity) {
              // 开启一个新的上下文
              ContextManager.beginContext();
              try {
                  // 将用户ID和商品信息设置到当前上下文中
                  ContextManager.getCurrentContext().set("userId", getCurrentUserId());
                  ContextManager.getCurrentContext().set("product", product);
                  ContextManager.getCurrentContext().set("quantity", quantity);
      
                  // 执行添加到购物车的逻辑
                  // 这里可以调用其他方法,或者执行其他操作
                  System.out.println("Adding product to cart...");
      
                  checkout();
      
              } finally {
                  // 关闭当前上下文
                  ContextManager.endContext();
              }
          }
      
          public void checkout() {
              // 从当前上下文中读取用户ID和购物车信息
              String userId = (String) ContextManager.getCurrentContext().get("userId");
              Product product = (Product) ContextManager.getCurrentContext().get("product");
              int quantity = (int) ContextManager.getCurrentContext().get("quantity");
      
              // 执行结账逻辑
              // 这里可以根据购物车信息进行结账操作
              System.out.println("Checking out...");
              System.out.println("User ID: " + userId);
              System.out.println("Product: " + product.getName());
              System.out.println("Quantity: " + quantity);
          }
      
          private String getCurrentUserId() {
              // 模拟获取当前用户ID的方法
              return "user123";
          }
      
          public static void main(String[] args) {
              ShoppingCartService shoppingCartService = new ShoppingCartService();
              Product product = new Product();
              product.setName("iPhone");
              product.setId(1000);
      
              shoppingCartService.addToCart(product, 1);
          }
      }
      

      在这个示例中,ShoppingCartService 类模拟了一个购物车服务。在 addToCart() 方法中,我们开启了一个新的上下文,并将当前用户ID、商品信息和购买数量设置到上下文中。在 checkout() 方法中,我们从当前上下文中读取了用户ID、商品信息和购买数量,并执行了结账操作。

      实战指南:理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

      通过使用 ContextManager 类,我们可以轻松地在购物车服务中管理用户的上下文信息,而无需手动传递参数。

      (三)扩展 ContextManager 的使用方式

      我们可以给 ContextManager 添加类似的静态方法,以简化代码的书写。当前请视业务情况进行应用和分析。

      package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;
      
      import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
      import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
      import java.util.function.Supplier;
      
      /**
       * @program: zyfboot-javabasic
       * @description: 用于管理上下文信息
       * @author: zhangyanfeng
       * @create: 2024-06-02 13:48
       **/
      public class ContextManager {
          // 其他省去
      
          // 执行带有新的上下文的任务
          public static <X extends Throwable> void runWithNewContext(Runnable task) throws X {
              beginContext();
              try {
                  task.run();
              } finally {
                  endContext();
              }
          }
      
          // 在新的上下文中执行任务,并返回结果
          public static <T, X extends Throwable> T supplyWithNewContext(Supplier<T> supplier) throws X {
              beginContext();
              try {
                  return supplier.get();
              } finally {
                  endContext();
              }
          }
      }
      

      三、在线程池中传递ContextManager

      我们通过 ThreadLocal 实现了一个自定义的上下文管理组件 ContextManager,并通过 ContextManager.set() 和 ContextManager.get() 方法在同一个线程中读写上下文中的状态数据。

      现在,我们需要扩展这个功能,使其在一个线程执行过程中开启了一个 ContextManager,随后使用线程池执行任务时,也能获取到当前 ContextManager 中的状态数据。这在如下场景中很常见:服务收到一个用户请求,通过 ContextManager 将登录态数据存储到当前线程的上下文中,随后使用线程池执行一些耗时操作,并希望线程池中的线程也能访问这些登录态数据。

      由于线程池中的线程和请求线程不是同一个线程,按照目前的实现,线程池中的线程无法访问请求线程的上下文数据。

      为了解决这个问题,我们可以在提交 Runnable 时,将当前的 ContextManager 引用存储在 Runnable 对象中。当线程池中的线程开始执行时,将 ContextManager 替换到执行线程的上下文中,执行完成后再恢复原来的上下文。

      (一)增加静态方法,用于在已有的上下文中执行任务

      首先,添加静态方法 runWithExistingContext 和 supplyWithExistingContext,用于在指定的上下文中执行任务:

      package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;
      
      import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
      import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
      import java.util.function.Supplier;
      
      /**
       * @program: zyfboot-javabasic
       * @description: 用于管理上下文信息
       * @author: zhangyanfeng
       * @create: 2024-06-02 13:48
       **/
      public class ContextManager {
          // 省略
      
          public static <X extends Throwable> void runWithExistingContext(ContextManager context, Runnable task) throws X {
              supplyWithExistingContext(context, () -> {
                  task.run();
                  return null;
              });
          }
      
          public static <T, X extends Throwable> T supplyWithExistingContext(ContextManager context, Supplier<T> supplier) throws X {
              ContextManager oldContext = CONTEXT_THREAD_LOCAL.get();
              CONTEXT_THREAD_LOCAL.set(context);
              try {
                  return supplier.get();
              } finally {
                  if (oldContext != null) {
                      CONTEXT_THREAD_LOCAL.set(oldContext);
                  } else {
                      CONTEXT_THREAD_LOCAL.remove();
                  }
              }
          }
      
      }
      

      (二)自定义线程池实现

      创建一个自定义线程池 ContextAwareThreadPoolExecutor,确保任务在执行时可以正确传递和恢复上下文信息:

      package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;
      
      import java.util.concurrent.BlockingQueue;
      import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
      import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
      import java.util.concurrent.TimeUnit;
      
      import static org.zyf.javabasic.thread.threadLocal.ContextManager.runWithExistingContext;
      
      /**
       * @program: zyfboot-javabasic
       * @description: 自定义线程池 ContextAwareThreadPoolExecutor
       * @author: zhangyanfeng
       * @create: 2024-06-02 20:23
       **/
      public class ContextAwareThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {
      
          public ContextAwareThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
              super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);
          }
      
          public static ContextAwareThreadPoolExecutor newFixedThreadPool(int nThreads) {
              return new ContextAwareThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>());
          }
      
          @Override
          public void execute(Runnable command) {
              ContextManager context = ContextManager.getCurrentContext();
              super.execute(() -> runWithExistingContext(context, command::run));
          }
      }
      

      (三)测试自定义线程池

      验证 ContextAwareThreadPoolExecutor 是否正确传递和恢复上下文:

      package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;
      
      import org.junit.Test;
      
      import java.util.concurrent.ExecutorService;
      
      /**
       * @program: zyfboot-javabasic
       * @description: 验证 ContextAwareThreadPoolExecutor 是否正确传递和恢复上下文
       * @author: zhangyanfeng
       * @create: 2024-06-02 20:25
       **/
      public class ContextManagerTest {
          @Test
          public void testContextAwareThreadPoolExecutor() {
              ContextManager.beginContext();
              try {
                  ContextManager.getCurrentContext().set("key", "value out of thread pool");
                  Runnable r = () -> {
                      String value = (String) ContextManager.getCurrentContext().get("key");
                      System.out.println("Value in thread pool: " + value);
                  };
      
                  ExecutorService executor = ContextAwareThreadPoolExecutor.newFixedThreadPool(10);
                  executor.execute(r);
                  executor.submit(r);
              } finally {
                  ContextManager.endContext();
              }
      
              /** 执行结果
               * Value in thread pool: value out of thread pool
               * Value in thread pool: value out of thread pool
               */
          }
      
          @Test
          public void testContextAwareThreadPoolExecutorWithNewContext() {
              ContextManager.runWithNewContext(() -> {
                  ContextManager.getCurrentContext().set("key", "value out of thread pool");
                  Runnable r = () -> {
                      String value = (String) ContextManager.getCurrentContext().get("key");
                      System.out.println("Value in thread pool: " + value);
                  };
      
                  ExecutorService executor = ContextAwareThreadPoolExecutor.newFixedThreadPool(10);
                  executor.execute(r);
                  executor.submit(r);
              });
      
              /** 执行结果
               * Value in thread pool: value out of thread pool
               * Value in thread pool: value out of thread pool
               */
          }
      }
      

      验证ContextAwareThreadPoolExecutor 是否能正确传递和恢复上下文信息。测试用例涵盖了两种情况:

      1. 在当前上下文中执行任务,并使用自定义线程池执行任务。
      2. 在新的上下文中执行任务,并使用自定义线程池执行任务。

      这两种情况覆盖了在不同上下文环境中使用线程池的情况,确保了上下文信息能够正确传递和恢复。因此,验证内容是完备的,没有问题。

      四、总结

      探讨如何基于 ThreadLocal 实现一个高效的上下文管理组件,以解决多线程环境下的数据共享和上下文管理这些问题。通过具体的代码示例和实战展示 ThreadLocal 如何为多线程编程提供一种简洁而高效的上下文管理方案。

      版权声明:本文内容来自第三方投稿或授权转载,原文地址:https://zyfcodes.blog.csdn.net/article/details/139667074,作者:张彦峰ZYF,版权归原作者所有。本网站转在其作品的目的在于传递更多信息,不拥有版权,亦不承担相应法律责任。如因作品内容、版权等问题需要同本网站联系,请发邮件至ctyunbbs@chinatelecom.cn沟通。

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