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：

1. 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。
2. 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。
3. 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

1. 【死磕Java併發】—–深入分析ThreadLocal
2. 聊一聊Spring中的執行緒安全性
3. 優雅的使用 ThreadLocal 傳遞引數
4. www.baeldung.com/java-thread…
5. www.cnblogs.com/youzhibing/…
6. dubbo 執行緒模型
7. How to shoot yourself in foot with ThreadLocals

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