今天聊一聊并发编程中经常遇到也是面试时容易被为难的一个题目，线程间局部变量的传递问题。

相信对并发编程有一定了解的同学已经想到了大名鼎鼎的 ThreadLocal 了，是的，线程内部就是通过 inheritableThreadLocals 实现了父子线程间局部变量的传递。

JDK 8

一、父子线程间局部变量参数传递的方式 ThreadLocal

首先我们先看一段代码。

public class ThreadLocalTest implements Runnable{
    private static final InheritableThreadLocal<String> MAIN_THREAD_LOCAL = new InheritableThreadLocal<>();
    @SneakyThrows
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("threadlocal 默认值："+ThreadLocalTest.MAIN_THREAD_LOCAL.get());
        MAIN_THREAD_LOCAL.set("child thread value :"+Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("threadlocal 设置子线程值之后："+ThreadLocalTest.MAIN_THREAD_LOCAL.get());
    }
    public String get(){
        return MAIN_THREAD_LOCAL.get();
    }
    public void clean(){
        MAIN_THREAD_LOCAL.remove();
    }
    public static void main(String[] args) {
        ThreadLocalTest threadLocalTest = new ThreadLocalTest();
        MAIN_THREAD_LOCAL.set("父线程的值 set 111");
        System.out.println("启动:"+threadLocalTest.get());
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread(threadLocalTest).start();
//            ThreadUtil.execAsync(threadLocalTest);
        }
        System.out.println("结束："+threadLocalTest.get());
    }
}

在上面的这段代码中，我们就做了三个事情。

设置父线程中定义ThreadLocal的值。
在子线程中打印父线程中ThreadLocal的值。
启动多个子线程

大家可以先猜一下这段代码的运行结果。

二、子线程可以继承父线程局部变量的值吗

首先我们先说下答案，是可以继承的。上面代码的执行结果如下。

启动:父线程的值 set 111
结束：父线程的值 set 111
threadlocal 默认值：父线程的值 set 111
threadlocal 设置子线程值之后：child thread value :Thread-1
threadlocal 默认值：父线程的值 set 111
threadlocal 默认值：父线程的值 set 111
threadlocal 设置子线程值之后：child thread value :Thread-2
threadlocal 设置子线程值之后：child thread value :Thread-0

在上面的代码中，我们的子线程优先打印了父线程中ThreadLocal的值，然后重新设置该值，再次读取。得出结论就是子线程可以通过ThreadLocal继承父线程的值，并且子线程自己内容再次重新设置不影响父线程的值。

三、父子线程局部变量传值的原理

难道一句简单的ThreadLocal就可以让我们对这个问题停止探索吗？那么线程内部是如何通过ThreadLocal进行传值的呢？

3.1、new thread

在上面代码中，启动子线程的方式是new Thread(threadLocalTest).start();，所以秘密一定就在这一行代码里面。源码之下无秘密，我们一起来看下。

首先进入new Thread()的内部。

    public Thread(Runnable target) {
        init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
    }
    private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize) {
        init(g, target, name, stackSize, null, true);
    }

通过上面两个方法调用，最终进入到下面这个方法中。

    private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
                      long stackSize, AccessControlContext acc,
                      boolean inheritThreadLocals) {}

init方法有个参数inheritThreadLocals，boolean类型的，如果为true，且可继承的线程局部变量不为空就继承。

现在我们只需要顺着inheritThreadLocals这个参数去找就可以了，在Thread的418行，有这样一行代码。（代码行数可能因版本而位置不同）

可以看到是直接对当前线程的inheritableThreadLocals直接进行的赋值操作，而值是通过ThreadLocal.createInheritedMap获取的，下面我们看下这个createInheritedMap方法做了哪些操作？

createInheritedMap方法是ThredLocal内部的方法，接收传递父线程的ThreadLocalMap为参数，该方法只做了一个事情，就是new了一个新的ThreadLocalMap。

跟进到new ThreadLocalMap(parentMap)方法内部，其实是把传进的值，一个个的遍历进行赋值到当前线程中。

对于图中标记的第二个地方，childValue调用的是InheritableThreadLocal#childValue，该方法内也只做了一件事，就是返回传进来的值。

小结

父子线程之所以能传参，是因为我们使用了InheritableThreadLocal，这样在new Thread()时，就会进入到给子线程赋值父线程inheritableThreadLocals的逻辑中去。

扩展

有的同学会说了，我用 ThreadLocal.withInitial创建的，怎么走到线程的if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)判断时，没有进去呢，上面不是说是在这判断然后对子线程进行赋值的吗？

在这简单说一下哈，大家在写代码时，或者再用第三方框架时，源码中的注释一定要看仔细的，很多的细节都在注释中标注清楚了。

    public static ThreadLocal<String> MAIN_THREAD_LOCAL = ThreadLocal.withInitial(() -> "父线程的值 withInitial 111");

在上面的代码中，我们进行了ThreadLocal的初始化赋值，然后看下withInitial方法。

所以是当调用get方法时，才会触发赋值的操作，那么我们看下get方法。

如果当前线程的局部变量没有值，返回初始方法初始化的值。

所以对于我们来说就是SuppliedThreadLocal#initialValue返回的值。

3.2、线程池

刚才我们是通过new Thread()启动的子线程，可是工作中基本都是通过线程池的方式执行任务的啊，那还生效吗？

答案是生效。

我们使用hutool工具中的ThreadUtil.execAsync(threadLocalTest);进行测试。

直接说结论把，感兴趣的同学可以自行修改一下代码中的子线程启动方式。

先画个流程图，大家可以跟着代码走一下。

当使用线程池时，底层原理还是线程池中放入任务的逻辑，当放入线程池之后，会在AbstractExecutorService#submit()方法中执行execute方法，最终执行在ThreadPoolExecutor#execute()，在这里，就是把任务丢入线程池工作的逻辑，其中有个方法addWorker，该方法中有一行new Worker()，而在该Worker方法的内部，其实就是new Thread()，到了这，就与上面所说的一样了，到了判断inheritableThreadLocals的时候了。

四、如何解决内存泄漏

使用ThreadLocal的应用场景有很多，父子线程传参数的场景也有不少，但是有一个很关键的点内存泄漏是需要重视的。解决ThreadLocal内存泄漏的方式也很简单，就是在使用完成之后调用一下remove。

对于上面的代码示例，就是调用我们的clean方法。
public void clean(){
 MAIN_THREAD_LOCAL.remove();
}

remove的代码如下，取值不为null时，执行删除逻辑。

五、总结

我们通过一个示例，验证了父子线程间可以通过ThreadLocal进行传递，测试了不同方式初始化ThreadLocal，并对比了new Thread()与线程池启动的区别。

其实殊途同归，线程池最后调用的还是Thread里面的方法。唯一需要注意的就是通过ThreadLocal.withInitial初始化是在get时赋值的，不过这个应该也不重要，了解一下就好，应该也没有面试官会这么抠这个问题吧。

最重要的就是，不管用什么方式，一定要在使用完成之后进行remove。

大家可以在评论区交流一下父子间线程传递参数的场景有哪些！

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InheritableThreadLocal 是如何实现的父子线程局部变量的传递