在 dubbo 中使用 Threadlocal 的相關問題

起因

最近進入專案組開發，偶爾翻閱別人程式碼時，看到如下注釋。

注：該ThreadLocalUtil 就是內部使用 ThreadLocal 內部靜態變數。

剛看到時完全不解，不知道其為什麼這麼說。當同事跟我解釋原因，豁然開朗。細想，我們在工作使用中，如果不注意很容易就忽略這個問題。
在解釋這個問題先，我們先來檢視 ThreadLocal。

ThreadLocal

ThreadLocal 提供執行緒區域性(thread-local)變數,為每個執行緒建立單獨的變數副本，這樣在多執行緒環境的下，由於每個執行緒都有單獨的變數，不會因為變數共享導致的併發問題。當然相關問題我可以們使用同步機制解決該問題。

同步機制跟 ThreadLocal 區別

使用同步機制，多執行緒環境共享同一變數，這需要我們在使用時顯示加鎖，保證變數在同一時間只有一個執行緒能使用，相當於採用時間策略換取執行緒安全。

使用 ThreadLocal，每個執行緒擁有自己獨立變數副本，相當於採用空間策略換取執行緒安全。

我們從程式碼檢視下兩種方式的區別。現在假如我們需要當前一個時間工具類，如下：

    private final static SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    public static String getDateStr(Date date) {
        return format.format(date);
    }
複製程式碼

檢視上面 Demo，我們很容易可以看出上面方法由於是 SimpleDateFormat 不是執行緒安全，從而導致 getDateStr 方法非執行緒安全。

現在我們使用同步對其改造。

    private final static SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    public static synchronized String getDateStrSync(Date date) {
        return format.format(date);
    }
複製程式碼

這樣使用顯示加鎖，避免多執行緒環境下執行緒安全。但是這種方式可能在高併發情況影響效率。

下面使用 ThreadLocal 對其改造。

    private final static ThreadLocal<SimpleDateFormat> formatLocal = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>() {
        protected synchronized SimpleDateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        }
    };


    public static String getDateByLocal(Date date){
        return formatLocal.get().format(date);
    }
複製程式碼

使用 ThreadLocal，將共享變數變成獨享變數，保證執行緒安全。但是該種方案增加建立物件的開銷。

綜上，如何選擇上述兩種方式，需要結合當前業務方式選擇。

講完 ThreadLocal，我們來看下的 dubbo 的執行緒模型。

dubbo 執行緒模型

dubbo 預設採用單一長連線加執行緒池方式處理呼叫。

預設採取 Dispatcher=all 的分發策略，所有訊息都派發到執行緒池，包括請求，響應，連線事件，斷開事件，心跳等。執行緒池在預設配置為固定大小執行緒池，啟動時建立執行緒，不關閉，一直持有。預設為100個執行緒。

分析在 Dubbo 中使用 ThreadLocal

在 Dubbo 中使用 ThreadLocal ，如果採用預設的設定，每次 Dubbo 呼叫結束，Dubbo 處理響應執行緒並不會被銷燬，而是歸還到執行緒池中。而從 ThreadLocal 原始碼可以看出，每次我們設定的值其實會存在位於 Thread 中 ThreadLocalMap 變數中。

這就導致，下次如果 Dubbo 處理響應恰好繼續使用到這個執行緒，該執行緒就能呼叫到上次響應中設定在 ThreadLocal 設定的值。這就引起記憶體洩露，可能還會導致業務上異常。其實並不止在 Dubbo 中，該案例還會發生在 web專案中，只要相關使用執行緒池的，都有可能發生。

Threadlocal 總結

使用 Threadlocal，我們需要注意幾點：

使用 Threadlocal 需要跟使用相關流一樣，需要最後顯示呼叫其 remove 方法，清除其設定的值，防止引起記憶體洩露。
不能什麼傳參都使用 Threadlocal 在方法中上下傳遞，這樣就會引起隱形耦合，而且相關程式碼並不好維護。
高併發中，我們可以使用 Threadlocal 代替同步鎖，提高相關效能。

參考連結

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