将ThreadLocal与CompletableFuture一起使用是否安全? - java

ThreadLocal将数据绑定到特定线程。对于CompletableFuture,它使用线程池中的一个Thread(可能是不同的线程)执行。

这是否意味着执行CompletableFuture时可能无法从ThreadLocal获取数据?

参考方案

每个通过其get或set方法访问ThreadLocal的线程都有
它自己的,独立初始化的变量副本

因此使用ThreadLocal.get时,不同的线程将收到不同的值;使用ThreadLocal.set时,不同的线程也会设置自己的值;不同线程之间ThreadLocal的内部/存储的/自己的值不会重叠。

但是因为问题是关于与线程池结合使用的安全性,所以我将指出针对该特殊结合的特定风险:

对于足够数量的调用,存在重用池中线程的机会(这是池的全部要点:)。假设我们有执行任务1的pool-thread1,现在正在执行task2;如果task1在完成任务之前没有将其从ThreadLocal中删除​​,则task2将重用与task1相同的ThreadLocal值!重用可能不是您想要的。

检查以下测试;他们可能会更好地证明我的观点。

package ro.go.adrhc.concurrent;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

import static org.junit.Assert.assertEquals;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertNotEquals;

@Slf4j
class ThreadLocalTest {
    /**
     * Have 1 thread in order to have the 100% chance of 2 tasks using same copy of the ThreadLocal variable.
     */
    private ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
    private ThreadLocal<Double> cache = new ThreadLocal<>();
    /**
     * Random initialization isn't an alternative for proper cleaning!
     */
    private ThreadLocal<Double> cacheWithInitVal = ThreadLocal.withInitial(
            ThreadLocalRandom.current()::nextDouble);

    @Test
    void reuseThreadWithCleanup() throws ExecutionException, InterruptedException {
        var future1 = es.submit(() -> this.doSomethingWithCleanup(cache));
        var future2 = es.submit(() -> this.doSomethingWithCleanup(cache));
        assertNotEquals(future1.get(), future2.get()); // different runnable just used a different ThreadLocal value
    }

    @Test
    void reuseThreadWithoutInitVal() throws ExecutionException, InterruptedException {
        var future1 = es.submit(() -> this.doSomething(cache));
        var future2 = es.submit(() -> this.doSomething(cache));
        assertEquals(future1.get(), future2.get()); // different runnable just used the same ThreadLocal value
    }

    @Test
    void reuseThreadWithInitVal() throws ExecutionException, InterruptedException {
        var future1 = es.submit(() -> this.doSomething(cacheWithInitVal));
        var future2 = es.submit(() -> this.doSomething(cacheWithInitVal));
        assertEquals(future1.get(), future2.get()); // different runnable just used the same ThreadLocal value
    }

    private Double doSomething(ThreadLocal<Double> cache) {
        if (cache.get() == null) {
            // reusing ThreadLocal's value when not null
            cache.set(ThreadLocalRandom.current().nextDouble());
        }
        log.debug("thread: {}, cache: {}", Thread.currentThread().toString(), cache.get());
        return cache.get();
    }

    private Double doSomethingWithCleanup(ThreadLocal<Double> cache) {
        try {
            return doSomething(cache);
        } finally {
            cache.remove();
        }
    }
}

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