实战指南：理解 ThreadLocal 原理并用于Java 多线程上下文管理

发布于：2024-12-06 ⋅ 阅读:(31) ⋅ 点赞:(0)
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目录

一、ThreadLocal基本知识回顾分析

（一）ThreadLocal原理

（二）既然ThreadLocalMap的key是弱引用，GC之后key是否为null？

（三）ThreadLocal中的内存泄漏问题及JDK处理方法

（四）部分核心源码回顾

ThreadLocal.set()方法源码详解

ThreadLocalMap.get()方法详解

ThreadLocal.remove()方法源码详解

（五）简单的直观体会

二、基于Threadlocal实现的上下文管理组件ContextManager

（一）定义 ContextManager 类

（二）使用 ContextManager 进行上下文管理

（三）扩展 ContextManager 的使用方式

三、在线程池中传递ContextManager

（一）增加静态方法，用于在已有的上下文中执行任务

（二）自定义线程池实现

（三）测试自定义线程池

四、总结

干货分享，感谢您的阅读！

探讨如何基于 ThreadLocal 实现一个高效的上下文管理组件，以解决多线程环境下的数据共享和上下文管理这些问题。通过具体的代码示例和实战展示 ThreadLocal 如何为多线程编程提供一种简洁而高效的上下文管理方案。

一、ThreadLocal基本知识回顾分析

（一）ThreadLocal原理

ThreadLocal 是 Java 提供的一个用于线程级别数据存储的类。它为每个线程提供了独立的变量副本，使得每个线程都能独立地操作自己的变量，而不会与其他线程的变量冲突。这种机制特别适用于需要线程隔离的场景，通过 ThreadLocal，我们可以确保同一个变量在不同线程中拥有各自独立的值。

我们先来看下Thread、ThreadLocalMap、ThreadLocal结构关系：

  • 每个Thread都有一个ThreadLocalMap变量
  • ThreadLocalMap内部定义了Entry(ThreadLocal<?> k, Object v)节点类，这个节点继承了WeakReference类泛型为ThreacLocal类

ThreadLocal主要作用就是实现线程间变量隔离，对于一个变量，每个线程维护一个自己的实例，防止多线程环境下的资源竞争，那ThreadLocal是如何实现这一特性的呢？基本原理实现如下：

  1. 每个Thread对象中都包含一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的threadlocals成员变量；

  2. 该map对应的每个元素Entry对象中：key是ThreadLocal对象的弱引用，value是该threadlocal变量在当前线程中的对应的变量实体；

  3. 当某一线程执行获取该ThreadLocal对象对应的变量时，首先从当前线程对象中获取对应的threadlocals哈希表，再以该ThreadLocal对象为key查询哈希表中对应的value；

  4. 由于每个线程独占一个threadlocals哈希表，因此线程间ThreadLocal对象对应的变量实体也是独占的，不存在竞争问题，也就避免了多线程问题。

（二）既然ThreadLocalMap的key是弱引用，GC之后key是否为null？

在搞清楚这个问题之前，我们需要先搞清楚Java的四种引用类型：

  • 强引用：new出来的对象就是强引用，只要强引用存在，垃圾回收器就永远不会回收被引用的对象，哪怕内存不足的时候。
  • 软引用：使用SoftReference修饰的对象被称为软引用，在内存要溢出的时候软引用指向的对象会被回收。
  • 弱引用：使用WeakReference修饰的对象被称为弱引用，只要发生垃圾回收，被弱引用指向的对象就会被回收。
  • 虚引用：虚引用是最弱的引用，用PhantomReference进行定。唯一的作用就是用来队列接受对象即将死亡的通知。

这个问题的答案是不为null，从上图的图示就可以直接看出。

（三）ThreadLocal中的内存泄漏问题及JDK处理方法

由图可知，ThreadLocal.ThreadLocalMap 对应的Entry中，key为ThreadLocal对象的弱引用，方法执行对应栈帧中的ThreadLocal引用为强引用。当方法执行过程中，由于栈帧销毁或者主动释放等原因，释放了ThreadLocal对象的强引用，即表示该ThreadLocal对象可以被回收了。又因为Entry中key为ThreadLocal对象的弱引用，所以当jvm执行GC操作时是能够回收该ThreadLocal对象的。

而Entry中value对应的是变量实体对象的强引用，因此释放一个ThreadLocal对象，是无法释放ThreadLocal.ThreadLocalMap中对应的value对象的，也就造成了内存泄漏。除非释放当前线程对象，这样整个threadlocals都被回收了。但是日常开发中会经常使用线程池等线程池化技术，释放线程对象的条件往往无法达到。

JDK处理的方法是，在ThreadLocalMap进行set()、get()、remove()的时候，都会进行清理：

private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
    Entry e = table[i];
    if (e != null && e.get() == key)
        return e;
    else
        return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}
private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;

    while (e != null) {
        ThreadLocal<?> k = e.get();
        if (k == key)
            return e;
        if (k == null)
            //如果key为null，对应的threadlocal对象已经被回收，清理该Entry
            expungeStaleEntry(i);
        else
            i = nextIndex(i, len);
        e = tab[i];
    }
    return null;
}

（四）部分核心源码回顾

ThreadLocal的API很少就包含了4个，分别是get()、set()、remove()、withInitial()，源码如下：

public T get() {}

public void set(T value){}

public void remove(){}

public static <S> ThreadLocal<S> withInitial(Supplier<? extends S> supplier) {
        
}
  • get()：从当前线程的 ThreadLocalMap 获取与当前 ThreadLocal 对象对应的值。如果 ThreadLocalMap 中不存在该值，则调用 setInitialValue() 方法进行初始化。
  • set(T value)：将当前线程的 ThreadLocalMap 中的值设置为给定的 value。如果当前线程没有 ThreadLocalMap，则会创建一个新的 ThreadLocalMap 并将值设置进去。
  • remove()：从当前线程的 ThreadLocalMap 中移除与当前 ThreadLocal 对象对应的值，帮助防止内存泄漏。
  • withInitial(Supplier<? extends T> supplier)：返回一个新的 ThreadLocal 对象，其初始值由 Supplier 提供。这允许使用者在创建 ThreadLocal 时指定初始值。

针对这几个源码我们重点进行分析和体会。

ThreadLocal.set()方法源码详解

pubic void set(T value) {
    // 获取当前线程
    Thread t = Threac.currentThread();
    // 获取当前线程的ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    // 如果map不为null， 调用ThreadLocalMap.set()方法设置值
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else 
        // map为null，调用createMap()方法初始化创建map
        createMap(t, value);
}

// 返回线程的ThreadLocalMap.threadLocals
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
    return t.threadLocals;
}

// 调用ThreadLocalMap构造方法创建ThreadLocalMap
void createMap(Thread t, T firstValue) {
    t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

// ThreadLocalMap构造方法，传入firstKey, firstValue
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
    // 初始化Entry表的容量 = 16
    table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
    // 获取ThreadLocal的hashCode值与运算得到数组下标
    int i = firsetKey.threadLocalHashCode & (INITAL_CAPACITY - 1);
    // 通过下标Entry表赋值
    table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
    // Entry表存储元素数量初始化为1
    size = 1;
    // 设置Entry表扩容阙值 默认为 len * 2 / 3
    setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

private void setThreshold(int len) {
    threshold = len * 2 / 3
}

ThreadLocal.set()方法还是很简单的，核心方法在ThreadLocalMap.set()方法

基本流程可总结如下：

ThreadLocalMap.get()方法详解

public T get() {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null) {
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        if (e != null) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            T result = (T)e.value;
            return result;
        }
    }
    // 未找到的话，则调用setInitialValue()方法设置null
    return setInitialValue();
}

private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
    int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
    Entry e = table[i];
    // key相等直接返回
    if (e != null && e.get() == key)
        return e;
    else
        // key不相等调用getEntryAfterMiss()方法
        return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}

private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
    Entry[] tab = table;
    int len = tab.length;
    
    // 迭代往后查找key相等的entry
    while (e != null) {
        ThreadLocal<?> k = e.get();
        if (k == key)
            return e;
        // 遇到key=null的entry，先进行探测式清理工作
        if (k == null)
            expungeStaleEntry(i);
        else
            i = nextIndex(i, len);
        e = tab[i];
    }
    return null;
}

主要包含两种情况，一种是hash计算出下标，该下标对应的Entry.key和我们传入的key相等的情况，另外一种就是不相等的情况。

相等情况：相等情况处理很简单，直接返回value，如下图，比如get(ThreadLocal1)计算下标为4，且4存在Entry，且key相等，则直接返回value = 11：

不相等情况：不相等情况，以get(ThreadLocal2)为例计算下标为4，且4存在Entry，但key相等，这个时候则为往后迭代寻找key相等的元素，如果寻找过程中发现了有key = null的元素则回进行探测式清理操作。如下图：

迭代到index=5的数据时，此时Entry.key=null，触发一次探测式数据回收操作，执行expungeStaleEntry()方法，执行完后，index 5、8的数据都会被回收，而index 6、7的数据都会前移，此时继续往后迭代，到index = 6的时候即找到了key值相等的Entry数据，如下图：

ThreadLocal.remove()方法源码详解

public void remove() {
    // 获取当前线程的 ThreadLocalMap
    ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
    if (m != null)
        // 如果当前线程有 ThreadLocalMap，则在 map 中移除当前 ThreadLocal 的值
        m.remove(this);
}

static class ThreadLocalMap {

    // 内部 Entry 类，继承自 WeakReference<ThreadLocal<?>>
    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
        // ThreadLocal 对应的值
        Object value;

        Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
            super(k);
            value = v;
        }
    }

    // 线程局部变量哈希表
    private Entry[] table;

    private void remove(ThreadLocal<?> key) {
        Entry[] tab = table;
        int len = tab.length;
        // 计算当前 ThreadLocal 的哈希值在数组中的索引位置
        int i = key.threadLocalHashCode & (len - 1);
        
        // 从hash获取的下标开始，寻找key相等的entry元素清除
        for (Entry e = tab[i];
             e != null;
             e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
            if (e.get() == key) {
                e.clear();  // 清除键的引用
                expungeStaleEntry(i);  // 清除相应的值
                return;
            }
        }
    }

    // 用于计算下一个索引位置
    private int nextIndex(int i, int len) {
        return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
    }

    // 清除无效的 Entry
    private void expungeStaleEntry(int staleSlot) {
        Entry[] tab = table;
        int len = tab.length;

        // 清除给定槽位的 Entry
        tab[staleSlot].value = null;
        tab[staleSlot] = null;

        // Rehash until we encounter null
        Entry e;
        int i;
        for (i = nextIndex(staleSlot, len);
             (e = tab[i]) != null;
             i = nextIndex(i, len)) {
            ThreadLocal<?> k = e.get();
            if (k == null) {
                e.value = null;
                tab[i] = null;
            } else {
                int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1);
                if (h != i) {
                    tab[i] = null;

                    while (tab[h] != null)
                        h = nextIndex(h, len);
                    tab[h] = e;
                }
            }
        }
    }
}

ThreadLocal.remove()核心是调用ThreadLocalMap.remove()方法，流程如下：

  1. 通过hash计算下标。
  2. 从散列表该下标开始往后查key相等的元素，如果找到则做清除操作，引用置为null，GC的时候key就会置为null，然后执行探测式清理处理。

（五）简单的直观体会

以下是 ThreadLocal 的基本使用示例：

package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;

/**
 * @program: zyfboot-javabasic
 * @description: ThreadLocal 的基本使用示例
 * @author: zhangyanfeng
 * @create: 2024-06-02 13:22
 **/
public class ThreadLocalExample {
    private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = ThreadLocal.withInitial(() -> 1);

    public static void main(String[] args) {
        Runnable task = () -> {
            int value = threadLocal.get();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " initial value: " + value);
            threadLocal.set(value + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " updated value: " + threadLocal.get());
        };

        Thread thread1 = new Thread(task, "Thread 1");
        Thread thread2 = new Thread(task, "Thread 2");

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

直接结果查看可感受到其ThreadLocal主要作用就是实现线程间变量隔离，对于一个变量，每个线程维护一个自己的实例，防止多线程环境下的资源竞争。

二、基于Threadlocal实现的上下文管理组件ContextManager

在实际开发中，我们经常需要维护一些上下文信息，这样可以避免在方法调用过程中传递过多的参数。例如，当 Web 服务器收到一个请求时，需要解析当前登录状态的用户，并在后续的业务处理中使用这个用户名。如果只需要维护一个上下文数据，如用户名，可以通过方法传参的方式，将用户名作为参数传递给每个业务方法。然而，如果需要维护的上下文信息较多，这种方式就显得笨拙且难以维护。

一个更加优雅的解决方案是使用 ThreadLocal 来实现请求线程的上下文管理。这样，同一线程中的所有方法都可以通过 ThreadLocal 对象直接读取和修改上下文信息，而无需在方法间传递参数。当需要维护多个上下文状态时，可以使用多个 ThreadLocal 实例来存储不同的信息。虽然这种方式在某些情况下也能接受，但在使用线程池时，问题就变得复杂了。因为线程池中的线程会被多个请求重复使用，如何将 ThreadLocal 中的上下文信息从主线程传递到线程池中的工作线程成为一个难题。

基于上述考虑，我们介绍一种基于 ThreadLocal 实现的上下文管理组件 ContextManager，它能够简化上下文信息的管理，并解决线程池环境中的上下文传递问题。

（一）定义 ContextManager 类

首先，定义一个 ContextManager 类用于管理上下文信息。

package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;

/**
 * @program: zyfboot-javabasic
 * @description: 用于管理上下文信息
 * @author: zhangyanfeng
 * @create: 2024-06-02 13:48
 **/
public class ContextManager {
    // 静态变量，维护不同线程的上下文
    private static final ThreadLocal<ContextManager> CONTEXT_THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>();

    // 实例变量，维护每个上下文中所有的状态数据
    private final ConcurrentMap<String, Object> values = new ConcurrentHashMap<>();

    // 获取当前线程的上下文
    public static ContextManager getCurrentContext() {
        return CONTEXT_THREAD_LOCAL.get();
    }

    // 在当前上下文设置一个状态数据
    public void set(String key, Object value) {
        if (value != null) {
            values.put(key, value);
        } else {
            values.remove(key);
        }
    }

    // 在当前上下文读取一个状态数据
    public Object get(String key) {
        return values.get(key);
    }

    // 开启一个新的上下文
    public static ContextManager beginContext() {
        ContextManager context = CONTEXT_THREAD_LOCAL.get();
        if (context != null) {
            throw new IllegalStateException("A context is already started in the current thread.");
        }
        context = new ContextManager();
        CONTEXT_THREAD_LOCAL.set(context);
        return context;
    }

    // 关闭当前上下文
    public static void endContext() {
        CONTEXT_THREAD_LOCAL.remove();
    }
}

（二）使用 ContextManager 进行上下文管理

假设我们有一个在线商城系统，用户在进行购物时需要进行身份认证，并且在用户进行购物操作时，需要记录用户的购物车信息。我们可以使用 ContextManager 类来管理用户的上下文信息。

package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;

import org.zyf.javabasic.skills.reflection.dto.Product;

/**
 * @program: zyfboot-javabasic
 * @description: 用户在进行购物时需要进行身份认证，并且在用户进行购物操作时，需要记录用户的购物车信息。
 * @author: zhangyanfeng
 * @create: 2024-06-02 14:02
 **/
public class ShoppingCartService {
    public void addToCart(Product product, int quantity) {
        // 开启一个新的上下文
        ContextManager.beginContext();
        try {
            // 将用户ID和商品信息设置到当前上下文中
            ContextManager.getCurrentContext().set("userId", getCurrentUserId());
            ContextManager.getCurrentContext().set("product", product);
            ContextManager.getCurrentContext().set("quantity", quantity);

            // 执行添加到购物车的逻辑
            // 这里可以调用其他方法，或者执行其他操作
            System.out.println("Adding product to cart...");

            checkout();

        } finally {
            // 关闭当前上下文
            ContextManager.endContext();
        }
    }

    public void checkout() {
        // 从当前上下文中读取用户ID和购物车信息
        String userId = (String) ContextManager.getCurrentContext().get("userId");
        Product product = (Product) ContextManager.getCurrentContext().get("product");
        int quantity = (int) ContextManager.getCurrentContext().get("quantity");

        // 执行结账逻辑
        // 这里可以根据购物车信息进行结账操作
        System.out.println("Checking out...");
        System.out.println("User ID: " + userId);
        System.out.println("Product: " + product.getName());
        System.out.println("Quantity: " + quantity);
    }

    private String getCurrentUserId() {
        // 模拟获取当前用户ID的方法
        return "user123";
    }

    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCartService shoppingCartService = new ShoppingCartService();
        Product product = new Product();
        product.setName("iPhone");
        product.setId(1000);

        shoppingCartService.addToCart(product, 1);
    }
}

在这个示例中，ShoppingCartService 类模拟了一个购物车服务。在 addToCart() 方法中，我们开启了一个新的上下文，并将当前用户ID、商品信息和购买数量设置到上下文中。在 checkout() 方法中，我们从当前上下文中读取了用户ID、商品信息和购买数量，并执行了结账操作。

通过使用 ContextManager 类，我们可以轻松地在购物车服务中管理用户的上下文信息，而无需手动传递参数。

（三）扩展 ContextManager 的使用方式

我们可以给 ContextManager 添加类似的静态方法，以简化代码的书写。当前请视业务情况进行应用和分析。

package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
import java.util.function.Supplier;

/**
 * @program: zyfboot-javabasic
 * @description: 用于管理上下文信息
 * @author: zhangyanfeng
 * @create: 2024-06-02 13:48
 **/
public class ContextManager {
    // 其他省去

    // 执行带有新的上下文的任务
    public static <X extends Throwable> void runWithNewContext(Runnable task) throws X {
        beginContext();
        try {
            task.run();
        } finally {
            endContext();
        }
    }

    // 在新的上下文中执行任务，并返回结果
    public static <T, X extends Throwable> T supplyWithNewContext(Supplier<T> supplier) throws X {
        beginContext();
        try {
            return supplier.get();
        } finally {
            endContext();
        }
    }
}

三、在线程池中传递ContextManager

我们通过 ThreadLocal 实现了一个自定义的上下文管理组件 ContextManager，并通过 ContextManager.set() 和 ContextManager.get() 方法在同一个线程中读写上下文中的状态数据。

现在，我们需要扩展这个功能，使其在一个线程执行过程中开启了一个 ContextManager，随后使用线程池执行任务时，也能获取到当前 ContextManager 中的状态数据。这在如下场景中很常见：服务收到一个用户请求，通过 ContextManager 将登录态数据存储到当前线程的上下文中，随后使用线程池执行一些耗时操作，并希望线程池中的线程也能访问这些登录态数据。

由于线程池中的线程和请求线程不是同一个线程，按照目前的实现，线程池中的线程无法访问请求线程的上下文数据。

为了解决这个问题，我们可以在提交 Runnable 时，将当前的 ContextManager 引用存储在 Runnable 对象中。当线程池中的线程开始执行时，将 ContextManager 替换到执行线程的上下文中，执行完成后再恢复原来的上下文。

（一）增加静态方法，用于在已有的上下文中执行任务

首先，添加静态方法 runWithExistingContext 和 supplyWithExistingContext，用于在指定的上下文中执行任务：

package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
import java.util.function.Supplier;

/**
 * @program: zyfboot-javabasic
 * @description: 用于管理上下文信息
 * @author: zhangyanfeng
 * @create: 2024-06-02 13:48
 **/
public class ContextManager {
    // 省略

    public static <X extends Throwable> void runWithExistingContext(ContextManager context, Runnable task) throws X {
        supplyWithExistingContext(context, () -> {
            task.run();
            return null;
        });
    }

    public static <T, X extends Throwable> T supplyWithExistingContext(ContextManager context, Supplier<T> supplier) throws X {
        ContextManager oldContext = CONTEXT_THREAD_LOCAL.get();
        CONTEXT_THREAD_LOCAL.set(context);
        try {
            return supplier.get();
        } finally {
            if (oldContext != null) {
                CONTEXT_THREAD_LOCAL.set(oldContext);
            } else {
                CONTEXT_THREAD_LOCAL.remove();
            }
        }
    }

}

（二）自定义线程池实现

创建一个自定义线程池 ContextAwareThreadPoolExecutor，确保任务在执行时可以正确传递和恢复上下文信息：

package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import static org.zyf.javabasic.thread.threadLocal.ContextManager.runWithExistingContext;

/**
 * @program: zyfboot-javabasic
 * @description: 自定义线程池 ContextAwareThreadPoolExecutor
 * @author: zhangyanfeng
 * @create: 2024-06-02 20:23
 **/
public class ContextAwareThreadPoolExecutor extends ThreadPoolExecutor {

    public ContextAwareThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue) {
        super(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);
    }

    public static ContextAwareThreadPoolExecutor newFixedThreadPool(int nThreads) {
        return new ContextAwareThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>());
    }

    @Override
    public void execute(Runnable command) {
        ContextManager context = ContextManager.getCurrentContext();
        super.execute(() -> runWithExistingContext(context, command::run));
    }
}

（三）测试自定义线程池

验证 ContextAwareThreadPoolExecutor 是否正确传递和恢复上下文：

package org.zyf.javabasic.thread.threadLocal;

import org.junit.Test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

/**
 * @program: zyfboot-javabasic
 * @description: 验证 ContextAwareThreadPoolExecutor 是否正确传递和恢复上下文
 * @author: zhangyanfeng
 * @create: 2024-06-02 20:25
 **/
public class ContextManagerTest {
    @Test
    public void testContextAwareThreadPoolExecutor() {
        ContextManager.beginContext();
        try {
            ContextManager.getCurrentContext().set("key", "value out of thread pool");
            Runnable r = () -> {
                String value = (String) ContextManager.getCurrentContext().get("key");
                System.out.println("Value in thread pool: " + value);
            };

            ExecutorService executor = ContextAwareThreadPoolExecutor.newFixedThreadPool(10);
            executor.execute(r);
            executor.submit(r);
        } finally {
            ContextManager.endContext();
        }

        /** 执行结果
         * Value in thread pool: value out of thread pool
         * Value in thread pool: value out of thread pool
         */
    }

    @Test
    public void testContextAwareThreadPoolExecutorWithNewContext() {
        ContextManager.runWithNewContext(() -> {
            ContextManager.getCurrentContext().set("key", "value out of thread pool");
            Runnable r = () -> {
                String value = (String) ContextManager.getCurrentContext().get("key");
                System.out.println("Value in thread pool: " + value);
            };

            ExecutorService executor = ContextAwareThreadPoolExecutor.newFixedThreadPool(10);
            executor.execute(r);
            executor.submit(r);
        });

        /** 执行结果
         * Value in thread pool: value out of thread pool
         * Value in thread pool: value out of thread pool
         */
    }
}

验证ContextAwareThreadPoolExecutor 是否能正确传递和恢复上下文信息。测试用例涵盖了两种情况：

  1. 在当前上下文中执行任务，并使用自定义线程池执行任务。
  2. 在新的上下文中执行任务，并使用自定义线程池执行任务。

这两种情况覆盖了在不同上下文环境中使用线程池的情况，确保了上下文信息能够正确传递和恢复。因此，验证内容是完备的，没有问题。

四、总结

探讨如何基于 ThreadLocal 实现一个高效的上下文管理组件，以解决多线程环境下的数据共享和上下文管理这些问题。通过具体的代码示例和实战展示 ThreadLocal 如何为多线程编程提供一种简洁而高效的上下文管理方案。

参考文章

https://www.cnblogs.com/wupeixuan/p/12638203.html

一张图看懂Java中的ThreadLocal原理_threadlocal原理图解-CSDN博客

ThreadLocal原理 · 进击的java菜鸟

一文搞懂ThreadLocal原理-51CTO.COM

滑动验证页面

基于 ThreadLocal 实现一个上下文管理组件（附源码）

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