MDC+Logback+TTL的化学反应

前言

以下代码为我们产品线目前在使用的日志方案。
由于不是本人的劳动成果，所以会屏蔽部分技术细节。

正文

上下文传递

在一次服务中，也叫一次事务即常说的TransectionID，是被上下文传递的。直到下一次事务才被更新。在漫长的上下文传递过程中这个值就十分容易丢，而且我们要记录的字段也远不止这一项，而且使用传参的方式做也太过于麻烦了。
因此MDC为“Mapped Diagnostic Context”（映射诊断上下文）就被提出来了。

其基本原理大概是：
MDC包含一个MDCAdapter接口其基本实现类是BasicMDCAdapter，BasicMDCAdapter使用了inheritableThreadLocal。而inheritableThreadLocal又由ThreadLocal改造而来。

那么ThreadLocal是什么呢？
详见：https://www.jianshu.com/p/1af4f7582b80
简单来说：
ThreadLocal是为每一个线程创建一个单独的变量副本，每个线程都可以独立地改变自己所拥有的变量副本，而不会影响其他线程所对应的副本。
而inheritableThreadLocal在线程切换时（父线程-->子线程），会自动地把这个副本传递下去。
这个时候你直接使用MDC.get("key");就像在使用一个普通的Map一样容易。
因此在日志配置里logback.xml可以配成

<configuration scan="true" scanPeriod="30 seconds" debug="false">
    <appender name="STDOUT" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS}-[%X{TransectionID}] [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>
<root level="INFO" additivity="false" name="cn.itcast.product">
    <appender-ref ref="STDOUT"/>
</root>>
</configuration>

[%X{TransectionID}]代表打印日志时自动打印TransectionID。

但是在多线程实现的时候情况就大有不同了。

多线程情况下使用inheritableThreadLocal的MDC

由于线程池是由IOC容器管理的，一般来说线程池一旦创建就不再销毁。那么复用线程池的情况就总是存在。由于不再进行初始化，inheritableThreadLocal就无法同步父线程的值。
因此会存在MDC错乱的现象。
为此阿里巴巴提供了一套解决方案---TransmittableThreadLocal。

TransmittableThreadLocal

详见：https://www.jianshu.com/p/e0774f965aa3
TransmittableThreadLocal简称TTL。
其原理就是在MDC中替换inheritableThreadLocal为TransmittableThreadLocal从而解决以上问题。
他提供了一个修饰线程池的工具：TtlExecutors.getTtlExecutor(executor)。
具体用法如下：

/**
 * @author AUTO_BEAR
 */
@Configuration
@EnableAsync
public class Threadpool {
    @Bean
    public Executor testExecutor(ThreadPoolConfig config)
    {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(1);
        executor.setMaxPoolSize(10);
        executor.setQueueCapacity(10);
        executor.setKeepAliveSeconds(5000);
        executor.setThreadNamePrefix("MydearThread-");
        executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());
        executor.initialize();
        return TtlExecutors.getTtlExecutor(executor);
    }
}

实现BeanPostProcessor 接口后，便可以在Bean初始化的时候对线程池自动进行修饰：

@Configuration
public class NewBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {
    private static final Logger logger=LoggerFactory.getLogger(NewBeanPostProcessor.class);
    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {
        if(bean instanceof Executor)
        {
            Executor executor=(Executor)bean;
            if (TtlExecutors.isTtlWrapper(executor))
            {
                logger.info("Executor[{}] is already wrapped by TTLExecutors",executor);
                return executor;
            }
            logger.info("Executor[{}] will be wrapped by TTLExecutors",executor);
            return TtlExecutors.getTtlExecutor(executor);
        }
        return bean;
    }
}

至此问题就基本得到解决了，但是还是会出现一个比较隐蔽的问题，使用TTL+MDC进行上下文传递时应该关注。

问题复现

以下代码隐式使用了ForkJoinPool

  list.parallelStream().forEach(x->map.put(x,printit(x)));

ForkjoinPool是JDK1.8以后提出来的，其执行逻辑和其他线程池有点不同，他是窃格瓦拉式的拉风但是又是一个十恶不赦的工贼模式---在他空闲的时候他只喜欢偷别人的工作（不是工作成果）。因此这是一个很高效的方法。
我们可以使用原始的方法解决：

 Map<String, String> mdcmap = MDC.getCopyOfContextMap();
  list.parallelStream().forEach(x->map.put(x,printit(x，mdcmap)));
//在printit内添加这行代码
  MDC.setContextMap(mdcmap);

但是我不同意！！！于是我把代码改为，每次使用ForkJoinPool我就自己手动New一个出来,因此符合inheritableThreadLocal的逻辑，线程初始化时同步父线程的MDC值。
以下是茴香豆的“囬”的几种写法：

1.
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        Map<String, String> mdcmap = MDC.getCopyOfContextMap();
        list.parallelStream().forEach(x->printit(x));

2.
 ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
       try {
           pool.submit(() -> list.parallelStream().forEach(x -> {
                    this.printit(x);
           })).get();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

3.
        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        try {
            for(String s:list){
                SendMessageTask task=new SendMessageTask(s);
                forkJoinPool.execute(task);
            }
            forkJoinPool.awaitTermination(2, TimeUnit.SECONDS);
            forkJoinPool.shutdown();
            if(!forkJoinPool.isShutdown()) {
                forkJoinPool.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
                forkJoinPool.shutdownNow();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
public class SendMessageTask extends RecursiveAction {
  String  s = null;
    public SendMessageTask(String s) {
        this.s = s;
    }
    @Override
    protected void compute() {
    Dosomething....
  }
}

但是这种写法有一个巨大的危害：我们平时都清楚要避免频繁创建线程池。为什么呢？https://blog.csdn.net/qq_33744693/article/details/88696584
他告诉我们CPU资源的宝贵，是如何被频繁创建销毁所浪费的。
虽然任务完成了，但是性能也下降了，至少我认为是不够保守的方法，因此：我不同意！！！

最终解决方案

我们可以看出TTL是管不到那些路边有事没事长出来的线程池的，因为毕竟BeanPostProcessor 这个接口是SpringIOC提供的，如果超出IOC的辖区，那么Executor是无法乖乖就范的。因此我们需要把线程池拿到IOC的户籍本里注册一下。

那么，答案就藏在了最开始，我们注册了一个ForkJoinPool的线程池，并供程序使用。

    @Bean
    public Executor myForkJoinPool()
    {
        Executor executor=new ForkJoinPool();
        ExecutorService executor = TtlExecutors.getTtlExecutorService(new ForkJoinPool());
        return executor;
    }

如此他就必然被TTL管理了。然后异步调用的时候也就可以心安理得地去使用它了：

    @Async("myForkJoinPool")
    public Map<String,String> CALL(List<String> list){
        Map<String ,String > map=new HashMap();
        for(String s:list){
           String rs=printit(s);
           map.put(s,rs);
        }
        return map;
    }

我们不但解决了问题，还把讨厌的lambda表达式给跳过去了，至此本篇结束。

结尾

最近工作有点累，但是也有收获，在前辈的带领下也学了不少知识，希望能够在搬砖这条路上越走越好吧。

我慢慢地对这份工作有所感悟：
软件业有一点像运输业，都是服务业嘛没毛病。一开始你可能只是一个跑腿的能把货物送到就行，慢慢地你开起了车，一开始是开五菱宏光送货，但是随着业务量的增加你可能接到送几个老乡进城的需求，因此你要租一辆小轿车，这叫做用户体验。
如果让你运钞，你不但会选一辆装甲车、运钞车，你还会配备押送人员，你会去考虑存放钞票的箱子是否结实可靠，甚至你会躲避人流量多的时间去进行运钞。数据的可靠性、安全性是一个值得考虑的指标。一个大型的系统往往需要一些信息安全的专业人员。
有时候你会有感而发：飞机有飞机的优点、摩托车有摩托车的优点，时间就是生命！数据的时效性、系统的效率也是一个重要的指标。

因此任何一个线程池的选型，还有所结合的List和Map作为入参出参（容器）的选型都是值得学习深究的。
希望下班后别总是玩游戏，还是应该看看书，看看别人写的代码。