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真实项目中 ThreadLocal 的妙用

真实项目中 ThreadLocal 的妙用

作者: 程序员泥瓦匠 | 来源:发表于2019-07-07 10:59 被阅读407次

    一、什么是 ThreadLocal

    ThreadLocal 提供了线程的局部变量,每个线程都可以通过 set() 和 get() 来对这个局部变量进行操作,但不会和其他线程的局部变量冲突,实现了线程间的据隔离。

    简单讲:一个获取用户的请求线程 A,如果向 ThreadLocal 填充变量 AValue(只能被线程 A 操作),该变量对其他获取用户的请求线程 B、C...是隔离的.

    最简单的使用方式:

    类似一次 HTTP 请求线程中,利用 ThreadLocal 存储 Cookie 对象,进行状态管理。set Cookie:

    private ThreadLocal httpThreadLocal = new ThreadLocal();
    
    httpThreadLocal.set(“Cookie: sid=13420771402233”)
    
    

    上面存储格式是 String ,实际场景存储的是具体的对象。在这次 HTTP 请求过程中,任何时候都可以获取 Cookie 。获取方式很简单 get Cookie:

    String cookieValue = (String) httpThreadLocal.get();
    

    Thread 与 ThreadLocal 对象引用关系图

    二、你熟悉的场景

    2.1 数据库连接池

    比如一次请求线程进来,业务 Dao 需要更新 user 表和 user-detail 表。如果是 new 出两个数据库 Connection ,分别不同的 Connection 操作 user 表和 user-detail 表,就无法保证事务。那么数据库连接池是如何保证的?

    答案是:利用 ThreadLocal 存储唯一 Connection 对象。每次请求线程,pool.getConnection 获取连接的时候都会这样操作:

    • 会从 ThreadLocal 获取 Connection 对象。如果有,则保证了后面多个数据库操作共用同一个 Connection ,从而保证了事务。
    • 如果没有,往 ThreadLocal 新增Connection 对象,并返回到线程
    错误的做法
    public class XXXService {
    
        private Connection conn;
    }
    

    因为 conn 是线程不安全的。这样会导致多个请求公用一个连接。请求量很大的情况下,延迟各种。你懂。

    因此,使用 ThreadLocal 保证每个请求线程的 Connection 是唯一的。即每个线程有自己的连接。

    继续讲到 Spring 框架,在事务开始时,会给当前线程一个Jdbc Connection,在整个事务过程,都是使用该线程绑定的connection来执行数据库操作,实现了事务的隔离性。Spring框架里面就是用的ThreadLocal来实现这种隔离

    2.2 HTTP Cookie

    比如你访问百度、我访问百度,会有不同 Cookie 。而且你不能访问我的 Cookie,我也不能。顾名思义,使用 ThreadLocal 保证每个 HTTP 请求线程的 Cookie 是唯一的。

    Cookie 这样才能做 Session 等状态管理。

    三、实战场景

    总结一下就是:ThreadLocal 可以让同一个线程中上下文之间数据共享

    在上面章节 二、你熟悉的场景 其实介绍了很多现有场景。那么我这边具体的实战场景是什么?

    简单的例子:

    适用满足这两个条件的场景:1.每个线程独有的一些信息,2.这些信息又会在多个方法或类中用到。

    1. 一个请求线程,里面有两个异步小线程,各有一个方法。分别处理 A 或 B 业务
    2. 一种方法是传递不可变的入参
    3. 另一种就是 ThreadLocal,放在 ThreadLocal 的入参,会被各个方法共享。而且多个请求线程互不影响
    复杂的例子:

    一次发货操作:会根据入参,进行组件化、流程编排话。那么入参会被各个地方用到,而且有些流程组件是异步的(类似 new thread 操作的)。这时候可以定一个 XXContext 上下文:

    public class XXContext {
        
        private static ThreadLocal<Map<Class<?>, Object>> context = new InheritableThreadLocal<>();
        
        /**
         * 把参数设置到上下文的Map中
         */
        public static void put(Object obj) {
            Map<Class<?>, Object> map = context.get();
            if (map == null) {
                map = new HashMap<>();
                context.set(map);
            }
            if (obj instanceof Enum) {
                map.put(obj.getClass().getSuperclass(), obj);
            } else {
                map.put(obj.getClass(), obj);
            }
        }
        
        /**
         * 从上下文中,根据类名取出参数
         */
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public static <T> T get(Class<T> c) {
            Map<Class<?>, Object> map = context.get();
            if (map == null) {
                return null;
            }
            return (T) map.get(c);
        }
        
        /**
         * 清空ThreadLocal的数据
         */
        public static void clean() {
            context.remove();
        }
    }
    

    代码解析:

    • 都是 static 操作,类似 DateUtil 玩法
    • 记得每次请求线程后清理。可以 AOP 去清理,加个注解就行。因为同一个请求线程可能被业务方公用。

    (完)

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