ThreadLocal与ForkJoin使用踩坑记录

前言

由于项目框架原因，在谨慎考虑后使用了ThreadLocal存储了上下文。上线一段时间后，发现有些时候拿到的上下文并不是自己线程的上下文，最后定位到是因为使用了java8的并行流，并且在并行流里面拿了一次ThreadLocal的上下文值，分析了一波原因后，将并行流改为了串行流（或使用ThreadPoolExecutor），情况得以正常。

事件起因

由于项目结构原因，每次请求过来，我们系统都需要请求另外一个系统获取用户身份信息（dubbo内部调用，不可使用token之类存储）。所以我们做了一个切面，使用注解的形式在进入此代理对象的方法时，在切面调用另一个系统，并把用户信息封装好，放入ThreadLocal里面，后面方法里面可以直接在ThreadLocal里面获取，切面结束的时候会在finnaly里面移除ThreadLocal的值。

切面：

@Aspect
@Component
@Slf4j
public class InterfaceMonitorAspect {
    //调用三方系统的Repository
    @Resource
    private BountyRepository bountyRepository;
    
    @Pointcut("@annotation(com.shizhuang.duapp.finance.loan.center.application.aop.InterfaceMonitor)")
    public void doMonitor() {
        log.info("doMonitor开始...");
    }
    
    @Around("doMonitor()")
    public Object invoke(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        ...
        try{
        ...
         //切面里面调用三方接口
        AccountEntity accountEntity = bountyRepository.queryAccountInfo(userId, bizIdentity);
        //切面里面设置进Threadlocal
        AccountContextHolder.setAccountEntity(accountEntity);
        Object retVal = joinPoint.proceed();
        ...
        }catch (Throwable t) {
            ...
        }finally{
        //移除
         AccountContextHolder.clear();
        }
    }
}

上下文AccountContextHolder

/**
 * create by liuliang * on 2020/12/30 4:46 PM */
 public class AccountContextHolder {
    //可被继承的ThreadLocal
    private static final ThreadLocal<AccountEntity> contextHolder = new InheritableThreadLocal<>();
 /**
 * 设置 accountEntity * * @param accountEntity
 */
 public static void setAccountEntity(AccountEntity accountEntity) {
        contextHolder.set(accountEntity);
 }
    /**
 * 取得 accountEntity * * @return
 */
 public static AccountEntity getAccountEntity() {
        return contextHolder.get();
 }
    /**
 * 清除上下文数据 */ public static void clear() {
        contextHolder.remove();
 }
}

问题所在地：

//这里使用java8并行流（forkjoin的方式）
loanApplyNos.parallelStream().forEach(loanApplyNo -> {
    
      ...
        //获取了上下文信息,获取的accountEntity偶然会不对
       AccountEntity accountEntity =  AccountContextHolder.getAccountEntity();
      ...
});

原因分析

要知道原因，需要了解forkjoin的原理，forkjoin其核心思想就是分而治之。使用递归的思想将一个大人物拆分为多个小任务，直到达到停止拆分的条件。

并且他每个线程（线程数默认为cpu数）都有一个无限的执行队列。线程会从执行队列里面取任务执行。并且执行过程中，如果某些线程执行的快，为了利用cpu，空闲的线程会偷取其他队列里面的线程，拿到自己队列并执行。当然，为了避免竞争，队列使用的是双向队列，自己线程从队列头获取任务，偷取任务从队列尾部获取。这里我找了一张图很好的描述了一下这个场景：

分析到这里，其实上面我们生产上出现的问题，就很好解释了。线程1的队列里面的绿色任务，设置进去的是线程1的上下文信息，而使用forkjoin后，被线程2执行，线程2获取上下文信息的时候，拿到的是线程1的上下文信息（此时线程1还有其他业务逻辑在执行，也就是没走到切面结束的clear方法！这也是偶然出现的核心原因）。问题原因找到。

解决思路

1.最简单的解决方法就是，如果业务允许，可以将并行流执行改为串行流执行，这样不会出现上述情况，我们经过考虑后，走的此种方案。
2.使用多线程，但是不使用forkjoin的方式。