前言

本文主要是用实际案例比较下ThreadLocal、InheritableThreadLocal、TransmittableThreadLocal 使用方式，三者区别以及原理简单介绍，避免同学们在实际开发中踩坑。

ThreadLocal

ThreadLocal 每个线程可以拥有自己线程的变量实例，可以从隔离的角度解决变量线程安全的问题。

使用场景

通常用于保存线程不安全的工具类，典型的需要使用的类就是 SimpleDateFormat。
每个线程内需要保存类似于全局变量的信息（例如在拦截器中获取的用户信息），保存一些业务内容（用户权限信息、从用户系统获取到的用户名、用户ID 等），这些信息在同一个线程内相同，但是不同的线程使用的业务内容是不相同的。
线程级别缓存，常用于数据量比较大的缓存数据，但每个线程数据不一样又要避免被全局共享。
链路追踪，统计全链路耗时（常用的全链路分析框架如鹰眼 zipkin底层原理就是这个）

使用以及出现的问题

例1

注意箭标位置
在这里插入图片描述
输出结果，没有任何问题！！！

例2

此时我把箭头代码，移到主线程上看看会发生什么
源码如下：

public class MyTest {
    static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {
        threadLocal.set("abc");
        MyThread myThread = new MyThread();
        Thread t = new Thread(myThread);
        t.setName("ThreadLocal-Test");
        t.start();

    }
    
    static class MyThread implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + threadLocal.get());
        }
    }
}

输出结果？？？null？？？
在这里插入图片描述

总结

说明ThreadLocal没有解决主线程和子线程数据共享问题。

实现原理（简介）

ThreadLocal 是每个 Thread 都绑定一个 Map，线程之间不会互相干扰，这个Map 不是普通的 Map而是一个定制的Map：ThreadLocalMap。这个Map 使用了使用“开放寻址法”中最简单的“线性探测法”解决散列冲突问题。这点是和我们平常使用的普通的 HashMap 不一样的。其中还是用了一个神奇的数字 HASH_INCREMENT= 0x61c88647，保证了一个完美的散列分布。

InheritableThreadLocal

前面说到ThreadLocal 不支持子线程，那我们再来看看InheritableThreadLocal这个ThreadLocal升级版

例3

源码如下：

public class MyTest {
    static InheritableThreadLocal<String> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {
        threadLocal.set("abc");
        MyThread myThread = new MyThread();
        Thread t = new Thread(myThread);
        t.setName("ThreadLocal-Test");
        t.start();

    }

    static class MyThread implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + threadLocal.get());
        }
    }
}

输出结果，没问题，好像解决了呀！！！
在这里插入图片描述

例4

我们再来看看下一个示例。注意看我们换成了线程池的方式，中间将 “abc"改为了"def”
源码如下：

import java.util.concurrent.*;

public class MyTest {
    static InheritableThreadLocal<String> threadLocal = new InheritableThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
        threadLocal.set("abc");
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        executorService.execute(myThread1);
        Thread.sleep(100L);
        threadLocal.set("def");
        MyThread myThread2 = new MyThread();
        executorService.execute(myThread2);
    }

    static class MyThread implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + threadLocal.get());
        }
    }
}

输出结果？？？我主线程改了"def" 为啥没有生效？？？
在这里插入图片描述

总结

说明InheritableThreadLocal 主线程与线程池的数据共享也存在问题。

实现原理（简介）

父Thread的inheritableThreadLocals 变量 copy 了一份给自己。同样借助 ThreadLocalMap 子线程可以获取到父线程的所有变量。缺点就是 Thread的 init 方法是在线程构造方法中 copy的，也就是在线程复用的线程池中是没有办法使用的。

TransmittableThreadLocal

好了前面说InheritableThreadLocal不支持线程池，那么我们再来看看究极版的TransmittableThreadLocal

例5

源码如下：

import com.alibaba.ttl.TransmittableThreadLocal;
import com.alibaba.ttl.TtlRunnable;

import java.util.Objects;
import java.util.concurrent.*;

public class MyTest {
    static TransmittableThreadLocal<String> threadLocal = new TransmittableThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
        threadLocal.set("abc");
        MyThread myThread1 = new MyThread();
        executorService.execute(Objects.requireNonNull(TtlRunnable.get(myThread1)));
        Thread.sleep(100L);
        threadLocal.set("def");
        MyThread myThread2 = new MyThread();
        executorService.execute(Objects.requireNonNull(TtlRunnable.get(myThread2)));
    }

    static class MyThread implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  " + threadLocal.get());
        }
    }
}

输出结果，没有任何问题！！！
在这里插入图片描述

总结

说明TransmittableThreadLocal 支持主线程与线程池（子线程）数据共享。

实现原理（简介）

其实就是TtlRunnable 类，它实现了 Runable 方法，并且重写了 run 方法；在run方法之前复制了父线程的ThreadLocal变量。当线程执行时，调用 TtlRunnable run 方法，TtlRunnable 会从 AtomicReference 中获取出调用线程中所有的上下文，并把上下文给 TransmittableThreadLocal.Transmitter.replay 方法把上下文复制到当前线程。并把上下文备份。当线程执行完，调用 TransmittableThreadLocal.Transmitter.restore 并把备份的上下文传入，恢复备份的上下文，把后面新增的上下文删除，并重新把上下文复制到当前线程。
TransmittableThreadLocal源码地址
https://github.com/alibaba/transmittable-thread-local

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_39381772/article/details/122993867