ThreadLocal 如何实现父子线程共享变量？

在 Java 中，ThreadLocal 默认仅在当前线程内共享变量，父子线程无法直接共享（子线程会创建独立的 ThreadLocalMap）。实现父子线程共享变量，核心是让子线程能访问到父线程的 ThreadLocal 数据，主流方案有以下 3 种，按推荐度排序：

一、推荐方案：使用 InheritableThreadLocal（JDK 原生支持）

这是 JDK 专门为“父子线程变量继承”设计的类，是 ThreadLocal 的子类，底层通过子线程初始化时复制父线程数据实现共享。

核心原理

1.父线程中，InheritableThreadLocal 会将变量存储到线程的 inheritableThreadLocals 成员变量中（而非 ThreadLocal 用的 threadLocals）；

2.当父线程创建子线程（如 new Thread()）时，JVM 会触发 Thread 类的初始化逻辑，自动检查父线程是否有 inheritableThreadLocals 数据；

3.若有，子线程会浅拷贝父线程的 inheritableThreadLocals 到自己的 inheritableThreadLocals 中，实现变量继承。

使用示例

// 1. 定义 InheritableThreadLocal
private static final ThreadLocal<String> parentChildShared = new InheritableThreadLocal<>();

public static void main(String[] args) {
    // 2. 父线程设置变量
    parentChildShared.set("父线程的变量");

    // 3. 子线程获取变量（能直接拿到父线程的值）
    new Thread(() -> {
        System.out.println(parentChildShared.get()); // 输出：父线程的变量
        parentChildShared.remove(); // 避免内存泄漏
    }).start();

    parentChildShared.remove(); // 父线程用完也需清理
}

注意点

浅拷贝限制：若存储的是对象（如 User），父子线程共享的是对象引用，一方修改对象内部属性会影响另一方；

线程池不适用：线程池中的线程是复用的，子线程初始化时仅复制一次父线程数据，后续复用线程不会重新复制（需结合方案三解决）。

二、基础方案：手动传递变量（简单场景）

若仅需在“父线程创建子线程时”传递变量，可直接通过子线程的构造函数、方法参数手动传入，无需依赖 ThreadLocal 相关类。

使用示例

public static void main(String[] args) {
    // 父线程定义变量
    String sharedVar = "父线程的变量";

    // 子线程通过构造函数接收变量
    new Thread(new ChildTask(sharedVar)).start();
}

// 子线程任务类，通过成员变量存储共享值

static class ChildTask implements Runnable {
    private String sharedVar;

    // 构造函数接收父线程传递的变量
    public ChildTask(String sharedVar) {
        this.sharedVar = sharedVar;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(sharedVar); // 输出：父线程的变量
    }
}

适用场景

父子线程关系简单，无复杂线程复用（如非线程池场景）；

仅需传递少量变量，无需全局共享（避免 ThreadLocal 的内存泄漏风险）。

三、进阶方案：TransmittableThreadLocal（解决线程池复用问题）

当使用线程池（如 ThreadPoolExecutor）时，InheritableThreadLocal 会失效（线程复用导致变量不更新）。此时需使用阿里开源的 TransmittableThreadLocal（TTL），它能在线程池任务执行前，重新将父线程的变量复制到复用的子线程中。

核心原理

1.TransmittableThreadLocal 继承自 InheritableThreadLocal，额外维护了“变量传递上下文”；

2.通过 TtlRunnable/TtlCallable 包装线程池任务，在任务执行前（run() 方法调用前），自动将当前父线程的 TransmittableThreadLocal 数据复制到复用的子线程中；

3.任务执行后，自动清理子线程中的变量，避免影响后续任务。

使用步骤

1.引入依赖（Maven）：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>transmittable-thread-local</artifactId>
    <version>2.14.2</version> <!-- 最新版本需自查 -->
</dependency>

2.代码示例：

// 1. 定义 TransmittableThreadLocal
private static final ThreadLocal<String> ttlShared = new TransmittableThreadLocal<>();

public static void main(String[] args) {
    // 2. 创建线程池（复用线程）
    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);

    // 3. 父线程设置变量（每次提交任务前可更新）
    ttlShared.set("父线程的变量（线程池场景）");

    // 4. 用 TtlRunnable 包装任务，确保变量传递
    executor.submit(TtlRunnable.get(() -> {
        System.out.println(ttlShared.get()); // 输出：父线程的变量（线程池场景）
        ttlShared.remove();
    }));

    ttlShared.remove();
    executor.shutdown();
}

适用场景

核心场景：线程池复用线程时，需动态传递父线程的 ThreadLocal 变量（如分布式追踪中的 traceId、用户登录态 userId）。

总结：方案选择

场景	推荐方案	优点	缺点
普通父子线程（非线程池）	InheritableThreadLocal	JDK 原生，无需额外依赖	线程池复用失效，浅拷贝限制
简单传递（少量变量）	手动传递（构造函数/参数）	无内存泄漏风险，逻辑清晰	不支持全局共享，代码侵入性强
线程池（动态传递）	TransmittableThreadLocal	解决线程复用问题，支持全局共享	需引入第三方依赖，需包装任务