三种ThreadLocal，玩转线程变量保存与传递

ThreadLocal

ThreadLocal是jdk中自带的类，用于保存本线程专有的数据，从下面的代码大家可以很直接的看到它的作用

 private static ThreadLocal<String> sThreadLocal=new ThreadLocal<>();

    @Test
    void testThreadlocal() {
    
        //主线程
        sThreadLocal.set("这是在主线程中");
        System.out.println("线程名字："+Thread.currentThread().getName()+"---"+sThreadLocal.get());
        //线程a
        new Thread(new Runnable() {
    
            public void run() {
    
                sThreadLocal.set("这是在线程a中");
                System.out.println("线程名字："+Thread.currentThread().getName()+"---"+sThreadLocal.get());
            }
        },"线程a").start();
        //线程b
        new Thread(new Runnable() {
    
            public void run() {
    
                sThreadLocal.set("这是在线程b中");
                System.out.println("线程名字："+Thread.currentThread().getName()+"---"+sThreadLocal.get());
            }
        },"线程b").start();
        
    }

运行结果：
​​​​
很明显可以看到，sThreadLocal变量只有一份，为字符串类型，但是主线程和ab两个子线程打印出来的sThreadLocal变量值是不一样的，这就是ThreadLocal命名的含义，创建专属于线程的变量数据。
为什么能达到这种效果呢，其实原理也很简单，我们点进去ThreadLocal的set方法里面看看。

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }

在这个方法里面可以看到一个叫ThreadLocalMap的变量，与Hashmap类似，我们的value就是设置到这里面的，而再次点进去发现getMap方法是从Thread类本身去拿的，那么为什么ThreadLocal变量和线程绑定也就很好理解了，因为保存ThreadLocal的ThreadLocalMap就是线程的一个变量。

    Thread.class:
    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

ThreadLocal一般配合tomcat的一个请求一个业务线程的模型使用，保存类似于用户信息等全局都可能用到的内容，避免变量透传。

InheritableThreadLocal

看名字就知道，这个类是用于父子线程的变量传递，我们只需在上面测试代码上略作修改

  private static InheritableThreadLocal<String> sThreadLocal=new InheritableThreadLocal<>();

    @Test
    void testThreadlocal() {
        //主线程
        sThreadLocal.set("这是在主线程中");
        System.out.println("线程名字："+Thread.currentThread().getName()+"---"+sThreadLocal.get());
        //线程a
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("线程名字："+Thread.currentThread().getName()+"---"+sThreadLocal.get());
            }
        },"线程a").start();
        
    }

运行结果：

可以看到我们新建线程后明明没有任何set sThreadLocal的行为，但依然能获取到主线程（父线程）的sThreadLocal变量，这就是InheritableThreadLocal和 ThreadLocal区别所在，变量可以由父线程传给子线程。

TransmittableThreadLocal

实际开发中InheritableThreadLocal一般很少用到，原因很简单，正式的开发中没人会直接new一个线程，这样会导致线程难以管理和回收，绝大多数项目在涉及到多线程的时候都会使用线程池，但是这也带来一个问题，线程池中的线程和业务主线程没有任何从属关系，那是不是ThreadLocal的变量只能显式透传过去了呢，这时候我们可以使用阿里开源的组件transmittable-thread-local 解决。

//直接使用包装好的线程池即可
static ExecutorService pool =  TtlExecutors.getTtlExecutorService(Executors.newFixedThreadPool(3));

如果是使用spring异步注解@Aynsc也是同理，只需自定义异步线程池为ttlExecutor即可
TransmittableThreadLocal原理也很简单，关键在于自定义的TtlRunnable完成了转存ThreadLocal动作

 @Override
    public void run() {
        final Object captured = capturedRef.get();
        if (captured == null || releaseTtlValueReferenceAfterRun && !capturedRef.compareAndSet(captured, null)) {
            throw new IllegalStateException("TTL value reference is released after run!");
        }
        //这一步就是转存变量动作
        final Object backup = replay(captured);
        try {
            runnable.run();
        } finally {
            restore(backup);
        }
    }

//实际执行转存方法
private static HashMap<ThreadLocal<Object>, Object> replayThreadLocalValues(@NonNull HashMap<ThreadLocal<Object>, Object> captured) {
            final HashMap<ThreadLocal<Object>, Object> backup = new HashMap<ThreadLocal<Object>, Object>();

            for (Map.Entry<ThreadLocal<Object>, Object> entry : captured.entrySet()) {
                final ThreadLocal<Object> threadLocal = entry.getKey();
                backup.put(threadLocal, threadLocal.get());

                final Object value = entry.getValue();
                if (value == threadLocalClearMark) threadLocal.remove();
                else threadLocal.set(value);
            }

            return backup;
        }

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