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【原】线程池使用InheritableThreadLocal出现数据脏乱分析和解决方案

背景

  在测试环境上遇到一个诡异的问题,部分业务逻辑会记录用户ID到数据库,但记录的数据会串,比如当前用户的操作记录会被其他用户覆盖, 而且这个现象是每次重启后一小段时间内就正常

问题

  在线程池内部使用了InheritableThreadLocal获取用户信息由于没有及时remove,线程复用后,拿到的是旧的用户数据

 

排查过程

  1.通过临时打印日志,确认整个链路中用户ID是否一致

  2.确认写日志方法是否有被修改,最后确认是写日志这块开了线程池后导致问题

 

思考

1.为什么在之前测试过程没有复现

  之前依赖的日志记录二方jar包进行过一次升级,原先的版本在记录日志没有线程池去异步记录,后面升级版本后,引入了线程池,而线程池是一直复用core 数量的线程的,处理完任务之后并不会回收,而InheritableThreadLocal是和线程绑在一起的,所以下一个任务复用线程池的时候用 threadLocal.get() 方法拿到的是还是老的变量

 

2.分析为什么用了InheritableThreadLocal还会导致这个数据错乱(覆盖)

   ThreadLocalThreadLocalMap 中是以一个弱引用身份被Entry中的Key引用的,因此如果ThreadLocal没有外部强引用来引用它,那么ThreadLocal会在下次JVM垃圾收集时被回收。这个时候就会出现Entry中Key已经被回收,出现一个null Key的情况,外部读取ThreadLocalMap中的元素是无法通过null Key来找到Value的。因此如果当前线程的生命周期很长(在本篇案例中,由于线程池的核心线程没有被回收,一直存在),那么其内部的ThreadLocalMap对象也一直生存下来,这些null key就存在一条强引用链的关系一直存在:Thread --> ThreadLocalMap-->Entry-->Value,这条强引用链会导致Entry不会回收,Value也不会回收

 

3.本地求证  

  为此我写了一个demo在本地去复现这个问题,为了能模拟测试环境,我设置了2个核心线程,并且调用4次

 

 

 

 

   根据上面的运行日志结果,可以发现第二次的设值并没有真正改变,所以本地模拟问题成功,接下来就是分析为什么会出现这个原因,以及如何解决方案

 

分析线程池的核心线程是如何不被回收的,源码分析如下(主要分析重点在于核心线程创建后是如何保证不被回收)

1.跟进execute主入口分析

public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();

        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))  //未超过核心线程数,则新增 Worker 对象,true表示核心线程
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }

由上可知核心线程通过addWorker方法创建

 

2.跟进addWorker方法

  private boolean addWorker(Runnable firstTask, boolean core) {
        retry:
        for (;;) {
            int c = ctl.get();
            int rs = runStateOf(c);

            // Check if queue empty only if necessary.
            if (rs >= SHUTDOWN &&
                ! (rs == SHUTDOWN &&
                   firstTask == null &&
                   ! workQueue.isEmpty()))
                return false;

            for (;;) {
                int wc = workerCountOf(c);
                if (wc >= CAPACITY ||
                    wc >= (core ? corePoolSize : maximumPoolSize))
                    return false;
                if (compareAndIncrementWorkerCount(c))
                    break retry;
                c = ctl.get();  // Re-read ctl
                if (runStateOf(c) != rs)
                    continue retry;
                // else CAS failed due to workerCount change; retry inner loop
            }
        }

        boolean workerStarted = false;
        boolean workerAdded = false;
        Worker w = null;
        try {
            w = new Worker(firstTask);
            final Thread t = w.thread;
            if (t != null) {
                final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
                mainLock.lock();
                try {
                    // Recheck while holding lock.
                    // Back out on ThreadFactory failure or if
                    // shut down before lock acquired.
                    int rs = runStateOf(ctl.get());

                    if (rs < SHUTDOWN ||
                        (rs == SHUTDOWN && firstTask == null)) {
                        if (t.isAlive()) // precheck that t is startable
                            throw new IllegalThreadStateException();
                        workers.add(w);
                        int s = workers.size();
                        if (s > largestPoolSize)
                            largestPoolSize = s;
                        workerAdded = true;
                    }
                } finally {
                    mainLock.unlock();
                }
                if (workerAdded) {
                    t.start(); //执行核心线程
                    workerStarted = true;
                }
            }
        } finally {
            if (! workerStarted)
                addWorkerFailed(w);
        }
        return workerStarted;
    }

 由上可知核心线程通过 t.start()执行,接下来继续查看源码看一下创建好后或者执行后是如何保证不被回收

 

3.跟进Work类里面的run方法

 

  由上可知通过While去不断轮询getTask方法来保证核心线程被创建后不被回收,至此也搞明白了为什么InheritableThreadLocal设置的value不会被remove

 

总结

  1.每次用完后ThreadLocal后及时remove

  2.尽量不要在线程池里使用 ThreadLocal,很多时候开发关注的点比较多,疏忽的过程也在所难免,例如本次解决方案是我先把用户ID在线程池调用前查询出来,在传进去


来源:https://www.cnblogs.com/zdd-java/p/16267188.html
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