Java 8 到 Java 17 ThreadLocal 问题

Question

我有在Java 8中运行良好的代码，但是当我将其迁移到Java 17时，它不起作用。它涉及到ThreadLocal和CompletableFuture.runAsync。

以下是课程：

public class UriParameterHandler {
}

public class DateRangeEntity {
    public String getCurrentDate(){
        DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        return dtf.format(now);
    }
}

public class SessionHandler {

    private static ThreadLocal<SessionHandler> instance = new InheritableThreadLocal<>();
    private UriParameterHandler uriParameterHandler;
    private DateRangeEntity dateRangeEntity;

    private SessionHandler() {
        instance.set(this);
    }

    public static void initialize() {
        SessionHandler handler = new SessionHandler();
        handler.uriParameterHandler = new UriParameterHandler();
    }

    public static UriParameterHandler getUriParameterHandler() {
        return instance.get().uriParameterHandler;
    }

    public static void setUriParameterHandler(UriParameterHandler uriParameterHandler) {
        instance.get().uriParameterHandler = uriParameterHandler;
    }

    public static DateRangeEntity getDateRangeEntity() {
        return instance.get().dateRangeEntity;
    }

    public static void setDateRangeEntity(DateRangeEntity dateRangeEntity) {
        instance.get().dateRangeEntity = dateRangeEntity;
    }
}

public class LocalThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        if(SessionHandler.getDateRangeEntity()!=null){
            System.out.println("not null");
        }else{
            System.out.println("is null");
        }
    }
}

public class SessionHandlerMain {

    public static void main(String[] args) {
        threadLocalDemo();
    }

    private static void threadLocalDemo(){
        SessionHandler.initialize();
        SessionHandler.setDateRangeEntity(new DateRangeEntity());

        //works in java8 but not in java17
        CompletableFuture.runAsync(()->{
            if(SessionHandler.getDateRangeEntity()!=null){
                System.out.println("not null");
            }else{
                System.out.println("is null");
            }

        }).exceptionally(e->{
            e.printStackTrace();
            return null;
        });

        /*
        LocalThread localThread = new LocalThread();
        localThread.run();
         */
    }
}

在

threadLocalDemo()

中的

SessionHandlerMain

中，我首先为

DateRangeEntity

设置新的

SessionHandler

对象，然后在

runAsync()

方法中，调用

getDateRangeEntity()

来检查该对象是否不为空。这在 Java 8 中有效并打印“not null”，但是当我迁移到 Java 17 时，现在会抛出此异常：

java.util.concurrent.CompletionException: java.lang.NullPointerException: Cannot read field dateRangeEntity because the return value of java.lang.ThreadLocal.get() is null
        at java.base/java.util.concurrent.CompletableFuture.encodeThrowable(CompletableFuture.java:315)
        at java.base/java.util.concurrent.CompletableFuture.completeThrowable(CompletableFuture.java:320)
        at java.base/java.util.concurrent.CompletableFuture$AsyncRun.run(CompletableFuture.java:1807)
        at java.base/java.util.concurrent.CompletableFuture$AsyncRun.exec(CompletableFuture.java:1796)
        at java.base/java.util.concurrent.ForkJoinTask.doExec(ForkJoinTask.java:373)
        at java.base/java.util.concurrent.ForkJoinPool$WorkQueue.topLevelExec(ForkJoinPool.java:1182)
        at java.base/java.util.concurrent.ForkJoinPool.scan(ForkJoinPool.java:1655)
        at java.base/java.util.concurrent.ForkJoinPool.runWorker(ForkJoinPool.java:1622)
        at java.base/java.util.concurrent.ForkJoinWorkerThread.run(ForkJoinWorkerThread.java:165)
Caused by: java.lang.NullPointerException: Cannot read field dateRangeEntity because the return value of java.lang.ThreadLocal.get() is null

但是，如果我在扩展

runAsync()

的类中移动

Runnable

方法的逻辑，那么这在 Java 17 中是有效的。

有人可以向我提供一些关于为什么这种行为在 Java 17 中不同以及是否有其他解决方法的见解吗？

Answer 1

您的代码已损坏，它在大多数情况下都可以工作只是偶然。

A

ThreadLocal

提供每个线程唯一的存储位置。不同的线程，不同的存储位置。这意味着如果您在不同的线程上，您应该期望得到不同的东西

ThreadLocal

。

您运行代码，使用单个参数查询

ThreadLocal

内的

CompletableFuture.runAsync

。这意味着代码将在

ForkJoinPool.commonPool()

执行器上运行，即在线程池中的某个线程上运行。

您绝对不应该依赖此类代码中

ThreadLocal

内的任何值。

---

那么为什么代码大部分时间都能工作呢？这是因为您将

ThreadLocal

制作为

InheritableThreadLocal

（这对于“存储服务实例”来说是一个坏主意 - 要么您的服务是线程安全的，您应该全局使用一个，要么不是（就像您的服务一样） ）并且在线程之间共享它被破坏）。这个类的特殊之处在于，当创建一个新线程时，

InheritableThreadLocal

会被初始化为与父线程（即创建新线程的线程）相同的值，而普通的

ThreadLocal

只是初始化为

null 

.

未指定

ForkJoinPool.commonPool()

何时以及如何初始化。最可能的策略是延迟创建，即首次调用方法时创建池。因此，通常，池是在您调用

CompletableFuture.runAsync()

时创建的，因此池中的线程是主线程的子线程，继承您已存储在

ThreadLocal

中的服务。

但是，在 Java 17 中，似乎在您初始化

ThreadLocal

之前就初始化了池，因此它不会继承您设置的值。

然而，即使其他 Java 版本可能没有相同的行为，我仍然认为将

ForkJoinPool

和

ThreadLocal

结合起来从根本上来说是错误的。使用

ThreadLocal

来实现真正的线程本地化并且本来就是如此。

---

至于

LocalThread

类 - 您确实意识到这只是一个带有

run()

方法的类，您在正常执行时在主线程上调用该方法？如果你想在另一个线程上运行它，你需要做

new Thread(new LocalThread()).start()

。但由于您显式启动了该线程，因此可以保证继承此处的

ThreadLocal

的值，因此代码将可靠地工作。 （尽管我对缓存服务的线程安全问题仍然存在。）

Answer 2

这不是答案，但我有两条评论；

I) 线程是并发模型。我对“异步”没有太多经验，但在我看来，“异步”是一种“不同”的并发模型。不要混合模型。 ThreadLocal<T>属于“线程”模型。它保证为每个使用它的

T

提供不同的

Thread

参考。

CompletableFuture.runAsync(task)

最有可能在其实现中的某个地方使用

Thread

，*但我不会

假设

给定的task将在其整个过程中由

same

Thread绑定到/安装/执行寿命。在编写依赖于该事实的代码之前，我想找到一些有关该事实的官方文档。

II)

ThreadLocal 本身并不是一个坏主意；但只有当你将它与

static

结合起来时才有意义。

static

是可测试性和可重用性的敌人（也许还有其他一些“

ilities

。”）就我自己而言，我尽量不在新代码中使用 static。我唯一会使用

ThreadLocal

的情况是，如果我急于在新的多线程程序中重用一些旧的单线程代码，而旧代码深深依赖于

static

变量。

* 我在顶部所说的：我对

---

CompletableFuture

或“异步”任何东西都没有太多经验。