什么?!90%的ThreadLocal都在滥用或错用!

2024-08-24 20:04
文章标签 threadlocal 90% 滥用 错用

本文主要是介绍什么?!90%的ThreadLocal都在滥用或错用!,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

最近在看一个系统代码时,发现系统里面在使用到了 ThreadLocal,乍一看,好像很高级的样子。我再仔细一看,这个场景并不会存在线程安全问题,完全只是在一个方法中传参使用的啊!(震惊)

难道是我水平太低,看不懂这个高级用法?经过和架构师请教和确认,这完全就是一个 ThreadLocal 滥用的典型案例啊!甚至,日常的业务系统中,90%以上的 ThreadLocal 都在滥用或错用!快来看看说的是不是你~

ThreadLocal 简介

ThreadLocal 也叫线程局部变量,是 Java 提供的一个工具类,它为每个线程提供一个独立的变量副本,从而实现线程间的数据隔离

ThreadLocal 中的关键方法如下:

方法定义方法用途
public T get()返回当前线程所对应线程局部变量
public void set(T value)设置当前线程的线程局部变量的值
public void remove()删除当前线程局部变量的值

滥用:无伤大雅

在一些没有必要进行线程隔离的场景中使用“好像高级”的 ThreadLocal,看起来是挺唬人的,但这其实就是“纸老虎”。

滥用的典型案例是:在一个方法的内部,将入参信息写入 ThreadLocal 进行保存,在后续需要时从 ThreadLocal 中取出使用。一段简单的示例代码,可以参考:

public class TestService {private static final String COMMON = "1";private ThreadLocal<Map<String, Object>> commonThreadLocal = new ThreadLocal<>();public void testThreadLocal(String commonId, String activityId) {setCommonThreadLocal(commonId, activityId);// 省略业务代码①doSomething();// 省略业务代码②}/*** 将入参写入 ThreadLocal** @param commonId* @param activityId*/private void setCommonThreadLocal(String commonId, String activityId) {Map<String, Object> params = new HashMap<>();params.put("commonId", commonId);params.put("activityId", activityId);this.commonThreadLocal.set(params);}/*** 从 ThreadLocal 取出参数,进行业务处理*/private void doSomething() {Map<String, Object> params = this.commonThreadLocal.get();String commonId = (String) params.get("commonId");if (StringUtils.equals(commonId, COMMON)) {// 省略业务代码}}
}

为什么说无伤大雅呢?因为这段代码的写入 ThreadLocal 和读取 ThreadLocal 都是在同一个线程中进行的,代码可以正常运行,并且运行结果正确。

但是,还是这段代码,也埋了一个“坑”,稍有不慎,将可能导致错误的结果。如果在处理业务逻辑中(①或者②处)使用了多线程技术,创建了其他线程,在其他线程中去获取ThreadLocal中写入的值,根据获取到的值进行相关业务逻辑处理,很可能得到预期之外的结果,从而演化为一个错误案例

错用:血泪教训

错误案例

以一个常见的 Web 应用为例,方便起见,我在本机 Idea 使用 Spring Boot 创建一个工程,在 Controller 中使用 ThreadLocal 来保存线程中的用户信息,初识为 null。业务逻辑很简单,先从 ThreadLocal 获取一次值,然后把入参中的 uid 设置到 ThreadLocal 中,随后再获取一次值,最后返回两次获得的 uid。代码如下:

private static final ThreadLocal<String> USER_INFO_THREAD_LOCAL = ThreadLocal.withInitial(() -> null);@RequestMapping("user")
public String user(@RequestParam("uid") String uid) {//查询 ThreadLocal 中的用户信息String before = USER_INFO_THREAD_LOCAL.get();//设置用户信息USER_INFO_THREAD_LOCAL.set(uid);//再查询一次 ThreadLocal 中的用户信息String after = USER_INFO_THREAD_LOCAL.get();return before + ";" + after;
}

启动工程,使用 uid=1,uid=2 ……作为入参进行测试,结果如下:

http://localhost:8080/user?uid=1 :没有问题!

http://localhost:8080/user?uid=2 :很稳!

多来几次,结果还是很稳的。

结果符合预期,这真的没有问题吗?

问到这里,你是不是也有点怀疑了?是不是我要翻车了?写到这里就被迫结束了。NO!NO!NO!继续看!

我调整 application.properties 参数,方便复现问题:

server.tomcat.max-threads=1

继续执行上面的测试:

http://localhost:8080/user?uid=1 :没有问题!

http://localhost:8080/user?uid=2 :什么?uid2 读取到了 uid1 的信息!!!

http://localhost:8080/user?uid=1 :什么?uid1 也读取到了 uid2 的信息!!!

这岂不是乱套了,全乱了,整个晋西北都乱成了一锅粥

问题原因

为什么数据会错乱呢?

数据错乱,究竟是怎么回事呢?按理说,在设置用户信息之前第一次获取的值始终应该是 null,然后设置之后再去读取,读到的应该是设置之后的值才对啊。

真相是这样的,程序运行在 Tomcat 中,Tomcat 的工作线程是基于线程池的,线程池其实是复用了一些固定的线程的

如果线程被复用,那么很可能从 ThreadLocal 获取的值是之前其他用户的遗留下的值

为什么调整线程池参数,就测试出问题了呢?

Spring Boot 内嵌的 Tomcat 服务器的默认线程池最大线程数是 200,但通过修改 application.propertiesapplication.yml 文件来调整。关键参数如下:

  • 最大工作线程数 (server.tomcat.max-threads):默认值为 200,Tomcat 可以同时处理的最大线程数。
  • 最小工作线程数 (server.tomcat.min-spare-threads):默认值为 10,Tomcat 在启动时初始化的线程数。
  • 最大连接数 (server.tomcat.max-connections):默认值为 10000,Tomcat 在任何时候可以接受的最大连接数。
  • 等待队列长度 (server.tomcat.accept-count):默认值为 100,当所有线程都在使用时,等待队列的最大长度。

我调整参数(server.tomcat.max-threads=1)之后,很容易复用到之前的线程,复用线程情况下,触发了代码中隐藏的 Bug

如果不调整的话,在较大流量的场景下也会触发这个 Bug

解决办法

那应该如何修改呢?其实方案很简单,在 finally 代码块中显式清除 ThreadLocal 中的数据。这样,即使复用了之前的线程,也不会获取到错误的用户信息。修正后的代码如下:

private static final ThreadLocal<String> USER_INFO_THREAD_LOCAL = ThreadLocal.withInitial(() -> null);@RequestMapping("right")
public String right(@RequestParam("uid") String uid) {String before = USER_INFO_THREAD_LOCAL.get();USER_INFO_THREAD_LOCAL.set(uid);try {String after = USER_INFO_THREAD_LOCAL.get();return before + ";" + after;} finally {USER_INFO_THREAD_LOCAL.remove();}
}

正确使用

前面是滥用和错用的例子,那应该如何正确使用 ThreadLocal 呢? 正确的使用场景包括:

  1. 在网关场景下,使用 ThreadLocal 来存储追踪请求的 ID、请求来源等信息;
  2. RPC 等框架中使用 ThreadLocal 保存请求上下文信息,如压测标识等;
  3. ……

最常见的案例是用户登录拦截,从 HttpServletRequest 获取到用户信息,并保存到 ThreadLocal 中,方便后续随时取用,代码如下:

public class ContextHttpInterceptor implements HandlerInterceptor {private static final ThreadLocal<Context> contextThreadLocal = new ThreadLocal<Context>();@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object o) throws Exception {try {Context context = new Context();String pin = request.getParameter("pin");if (StringUtils.isNotBlank(pin)) {context.setPin(pin);}contextThreadLocal.set(context);} catch (Exception e) {}return true;}@Overridepublic void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse resposne, Object o,ModelAndView modelAndView) throws Exception {}@Overridepublic void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse resposne,Object o, Exception e) throws Exception {contextThreadLocal.remove();}
}public class Context {private String pin;public String getPin() {return pin;}public void setPin(String pin) {this.pin = pin;}
}

总结

本文给大家介绍了 ThreadLocal 的无伤大雅的滥用案例、血泪教训的错误案例,分析问题原因和解决方法,也给出了正确的案例,希望对大家理解和使用 ThreadLocal 有帮助。

真正的高手往往使用最朴实无华的招数,写出无可挑剔的代码;有时候炫技式的代码可能会出错。

大师级程序员把系统当作故事来讲,而不是当作程序来写。把故事讲好,即方便自己阅读,也方便别人阅读,共勉。

一起学习

欢迎各位在评论区或者私信我一起交流讨论,或者加我主页 weixin,备注技术渠道(如掘金),进入技术交流群,我们一起讨论和交流,共同进步!

也欢迎大家关注我的CSDN、公众号(码上暴富),点赞、留言、转发。你的支持,是我更文的最大动力!

这篇关于什么?!90%的ThreadLocal都在滥用或错用!的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1103467

相关文章

线程--(1)ThreadLocal简单使用

一、概念 ThreadLocal概念:线程局部变量,是一种并发线程访问变量的解决方案,与synchronized等加锁不同,ThreadLocal完全不提供锁,而使用空间换取时间的方式,为每一个线程变量提供一个副本,以保证线程之间的安全,因为它们之间是相互独立的。 二、代码说明 package com.flx.king.it_201707;/*** 功能:ThreadLocal的使

J.U.C Review - ThreadLocal原理源码分析

文章目录 一致性问题一致性问题简介解决一致性问题的常见方法 ThreadLocal什么是 ThreadLocalThreadLocal 的 线程模型ThreadLocal 的工作原理使用场景ThreadLocal 的基本 API1. 构造函数 `ThreadLocal()`2. 初始化方法 `initialValue()`3. 访问器 `get()` 和 `set()`4. 回收方法 `re

多线程 | ThreadLocal源码分析

文章目录 1. ThreadLocal解决了什么问题数据隔离避免参数传递资源管理 2. ThreadLocal和Synchronized3. ThreadLocal核心核心特性常见方法使用场景注意事项 4. ThreadLocal如何实现线程隔离的?(重点)ThreadLocal 的自动清理与内存泄漏问题阿里巴巴 ThreadLocal 编程规约 5. ThreadLocal源码分析Thre

Java 面试题:从源码理解 ThreadLocal 如何解决内存泄漏 ConcurrentHashMap 如何保证并发安全 --xunznux

文章目录 ThreadLocalThreadLocal 的基本原理ThreadLocal 的实现细节内存泄漏源码使用场景 ConcurrentHashMap 怎么实现线程安全的CAS初始化源码添加元素putVal方法 ThreadLocal ThreadLocal 是 Java 中的一种用于在多线程环境下存储线程局部变量的机制,它可以为每个线程提供独立的变量副本,从而避免多个线

涨幅超过了90%,心动网络股价成V字后,TapTap找到流量源了吗?

心动公司发布了截至2024年6月30日止六个月的中期业绩。 在2024年上半年(24H1),公司实现总营收22.21亿元,较去年同期增长了26.7%。归属于母公司的净利润达到2.05亿元,同比激增127.4%。经调整后,归属于母公司的净利润更是攀升至2.37亿元,同比增长率高达110.0%。 与业绩对应的是股价变化。 自2024年初以来,在港股市场近30只游戏软件相关股票

【深度好文】反模式:10种滥用设计模式案例分析

Hello,大家好,我是V哥。很多文章都在介绍设计模式怎么用,讲解设计模式的原理等等,设计模式的思想是编程中的精髓,用好了可以让代码结构利于维护和扩展,同时代码风格也更加优雅,V 哥也写过这样一篇文章,但很少有人从反模式的角度来讲一讲,过度滥用设计模式将给项目带来灾难。 设计模式反模式(Anti-Pattern)是指那些表面上看起来像是设计模式,但实际上会导致软件设计问题的做法。这些做法可能会

ThreadLocal 在线程池中的内存泄漏问题

ThreadLocal 是一种非常方便的工具,它为每个线程创建独立的变量副本,避免了线程之间的共享数据问题。然而,在线程池环境中,ThreadLocal 的使用必须非常谨慎,否则可能会引发内存泄漏问题。 为什么 ThreadLocal 可能导致内存泄漏? 要理解 ThreadLocal 的内存泄漏问题,首先需要了解其工作原理: ThreadLocalMap:每个线程都维护一个 Thread

ThreadLocal用法和实现原理

http://www.cnblogs.com/alphablox/archive/2013/01/20/2869061.html

ThreadLocal: Java中的线程局部变量

在多线程编程中,确保数据的线程安全是一个重要的考虑因素。Java 提供了多种机制来处理线程安全问题,其中 ThreadLocal 是一种简单而强大的工具,用于创建线程局部变量,从而避免了同步操作的开销。本文将详细介绍 ThreadLocal 的概念、使用场景、最佳实践以及如何避免潜在的问题。 什么是ThreadLocal? ThreadLocal 是 Java 提供的一个类,它允许线程拥有自己

JUC并发编程-ThreadLocal

1、简介 ThreadLocal 是 Java 中一个重要的工具类,主要用于在多线程环境中提供线程局部变量。这意味着,每个线程都可以拥有自己的变量副本,而不会与其他线程共享这些变量,从而实现线程间的数据隔离。 总结: 线程局部变量:ThreadLocal 中填充的变量属于当前线程,对其他线程而言是隔离的。副本独立:每个线程都有自己的实例副本,且只能由当前线程使用。变量隔离:由于每个线程都有独