ThreadLocal

在我之前的文章中介紹過什么是ThreadLocal，但是我現(xiàn)在有另一個需求，我想在子線程中獲取到父線程中ThreadLocal的數(shù)據(jù)，例如下面的代碼示例：

public class App11 {
    public static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        threadLocal.set(1);
        new Thread(()->{
            Integer data = threadLocal.get();
            System.out.printf("%s 獲取到的值：%d\n",Thread.currentThread().getName(),data);
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
        System.out.printf("%s 獲取到的值：%d\n",Thread.currentThread().getName(),threadLocal.get());
    }
}

如果了解ThreadLocal的話可以知道最后的打印結(jié)果如下：

Thread-0 獲取到的值：null
main 獲取到的值：1

如果我想在子線程中獲取到父線程放入的值，我該怎么辦呢？最簡單的方法就是將該值傳入到子線程，但是這種方式比較麻煩，有沒有更簡便的方式呢？

InheritableThreadLocal

對于上面所說的情況，我們只需要使用InheritableThreadLocal就能解決，修改代碼如下：

public static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();

我這里講ThreadLocal直接改成InheritableThreadLocal，再次運行代碼結(jié)果如下：

Thread-0 獲取到的值：1
main 獲取到的值：1

實現(xiàn)原理

通過上面的方式我們很簡單的就實現(xiàn)了子線程獲取到父線程中的值，那么InheritableThreadLocal是如何做到的呢？我們先看這個類的定義：

public class InheritableThreadLocal<T> extends ThreadLocal<T> {
    
    protected T childValue(T parentValue) {
        return parentValue;
    }
    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
       return t.inheritableThreadLocals;
    }
    void createMap(Thread t, T firstValue) {
        t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
    }
}

從代碼結(jié)構(gòu)上我們很容易看出它是ThreadLocal的一個子類，同時它重寫了ThreadLocal中的三個方法?？吹竭@里的實現(xiàn)你一定在想為什么要重寫這三個方法呢？這里我先解釋一下為什么要重寫getMap方法和createMap方法。
在講ThreadLocal是的時候我們見過，ThreadLocal是通過在Thread中保存ThreadLocal與數(shù)據(jù)的映射關(guān)系存在Thread的變量threadLocals中來實現(xiàn)的，而重寫getMap它返回的是inheritableThreadLocals。簡單的說就是InheritableThreadLocal是通過在Thread中保存InheritableThreadLocal與數(shù)據(jù)的映射關(guān)系存在Thread的變量inheritableThreadLocals中來實現(xiàn)的，這樣做當(dāng)我們在操作inheritableThreadLocals時將不會影響到ThreadLocal中的數(shù)據(jù)。而重寫createMap的原因與getMap類似。

而childValue該方法是在父線程創(chuàng)建子線程，向子線程復(fù)制InheritableThreadLocal變量時使用。而InheritableThreadLocal中的實現(xiàn)對于向子線程復(fù)制值是并沒有做任何改變，如果在上面的例子中，我們想在子線程獲取到父線程的值時乘以10，我們可以繼承InheritableThreadLocal并重寫它的childValue方法即可：

public class App11 {
    //修改成我們自己的InheritableThreadLocal
    public static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new MyInheritableThreadLocal();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        threadLocal.set(1);
        new Thread(()->{
            Integer data = threadLocal.get();
            System.out.printf("%s 獲取到的值：%d\n",Thread.currentThread().getName(),data);
        }).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
        System.out.printf("%s 獲取到的值：%d\n",Thread.currentThread().getName(),threadLocal.get());
    }
}
//自定義的InheritableThreadLocal
class MyInheritableThreadLocal extends InheritableThreadLocal<Integer>{
    @Override
    protected Integer childValue(Integer parentValue) {
        return parentValue * 10;
    }
}

最后的打印結(jié)果如下：

Thread-0 獲取到的值：10
main 獲取到的值：1

子線程是如何獲取到父線程中的數(shù)據(jù)

在創(chuàng)建線程的構(gòu)造方法中會調(diào)用一個init方法，應(yīng)為該方法較長我截取了部分關(guān)鍵代碼如下：

init方法.png

從上面代碼可以知道，子線程中的inheritableThreadLocals是通過下面的代碼獲取的：

ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals)

我們直接繼續(xù)跟蹤ThreadLocal.createInheritedMap的實現(xiàn)直接就是調(diào)用ThreadLocalMap私有的有參構(gòu)造方法，該方法的內(nèi)部實現(xiàn)如下：

ThreadLocalMap私有有參構(gòu)造方法.png

該方法的實現(xiàn)就是將父線程中inheritableThreadLocals的數(shù)據(jù)復(fù)制到子線程的inheritableThreadLocals中，從而實現(xiàn)了我們在子線程中可以獲取到父線程中的值。

總結(jié)

如果明白ThreadLocal是如何實現(xiàn)的，再來理解InheritableThreadLocal的實現(xiàn)原理就很簡單的了。簡單的說就是ThreadLocal是通過將ThreadLocal與數(shù)據(jù)的映射關(guān)系存在Thread的變量threadLocals中來實現(xiàn)的，而InheritableThreadLocal則是將這種關(guān)系存在inheritableThreadLocals中，而在子線程創(chuàng)建時它會將父線程中inheritableThreadLocals的值復(fù)制到子線程的inheritableThreadLocals。

但是InheritableThreadLocal也有一個限制，在實際的開發(fā)中我們很少直接創(chuàng)建線程，一般都是通過線程池的方式來獲取線程。這樣也導(dǎo)致了InheritableThreadLocal在線程池中無法實現(xiàn)這種效果，因為線程池中的線程會重復(fù)利用。如果有這方面的需求，我們可以選擇使用阿里開源的TransmittableThreadLocal來實現(xiàn)。