Spring Cloud 之 Hystrix 跨线程传递数据
本文以一个技术场景来学习 Hystrix 跨线程传递数据的知识。将先简述ThreadLocal、InheritableThreadLocal跨父子线程传递数据，再进入主题。
文中代码基于Spring Boot 2.0.6.RELEASE， Spring Cloud Finchley.SR1。
技术场景
服务A 通过 Feign + Hystrix 调用服务B，服务间调用时需传递 JWT Token，希望在Feign发起的所有请求中都自动加上token以在各服务中传递环境信息。JWT Token 一是用于确保访问的安全，二是存储用户context信息。
请求进入服务A时，首先通过 Filter 验证 JWT token，接着把 token 存到当前线程(tomcat工作线程)。调用 Service B时，tomcat工作线程将把任务交给 Hystrix 线程池处理，这是本文主题：如何将token从tomcat工作线程传递到hystrix线程池线程？
Hystrix 线程池
先提一下Hystrix线程池。当 Hystrix 隔离策略为线程池时，在上述场景中：
假设服务B的应用名为 Service-B，在服务A中，Hystrix 会专门创建线程池用于执行对 Service-B的调用，上图中的 hystrix-Service-B-n 就是其线程池中的线程。
通过这种方式，应用A对依赖进行了隔离。默认对每个依赖的服务分配10个线程。隔离的好处例举几个：
请求太多，10个线程处理不过来？=> 那就拒绝请求，保护应用
依赖服务调用出错？失败？=> 那就降级 或 快速失败
依赖服务调用延时？=> 想耍流盲，占用资源不放，那就利用超时监控机制，干掉流氓任务
….
父子线程如何传递数据
跨线程传递数据的场景有：父子线程和其他任意线程之间。
先看下ThreadLocal，定义两个ThreadLocal类型的对象：TOKEN 和 USER，假定用1024、1025分别代表这两个对象。
static final ThreadLocal<String> TOKEN = new ThreadLocal<>(); // 1024
static final ThreadLocal<String> USER = new ThreadLocal<>(); // 1025
在Thread1中执行: TOKEN.set(“1”); USER.set(“1”) ；
在Thread2中执行: TOKEN.set(“2”); USER.set(“2”) ；
数据存储情况如下：
每个线程都有个ThreadLocalMap类型的属性 threadLocals，它用于存储线程私有数据，ThreadLocal对象只是充当检索数据的Key，本身不存储任何信息。
再看下 InheritableThreadLocal 怎么在父子线程之间传递数据，如下例子：
static final ThreadLocal<String> TOKEN = new InheritableThreadLocal<>();
Thread有两个属性，threadLocals 和 inheritableThreadLocals，结构完全一样。当使用 InheritableThreadLocal时，数据存储在inheritableThreadLocals中，否则存储在threadLocals。
ThreadLocalMap threadLocals = null;
ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null;
在创建子线程时，会将父线程的inheritableThreadLocals拷贝到子线程，从而达到跨线程传递数据的目的。
下面是Thread构造器上初始化的一段代码：
private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name ...) {
...
if (parent.inheritableThreadLocals != null)
this.inheritableThreadLocals =
ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
...
}
Hystrix如何跨线程传递数据
上面的父子线程传递数据，子线程可以访问父线程数据。但从tomcat线程向hystrix线程池线程传递数据情况有所不同，并不清楚任务最终由hystrix线程池中的哪个线程执行，而且两种线程的关系八杆子打不着。
Hystrix提供了如下方案来解决上述问题(我将代码全写在了一起，看注释结合下面的图，否则容易晕)：
// 用HystrixRequestVariableDefault做Key检索数据, 类比ThreadLocal
static final HystrixRequestVariableDefault<String> TOKEN = new HystrixRequestVariableDefault<>();
在某个 ServletFilter 进行处理：
HystrixRequestContext 表示Request级别的context信息，在线程池环境下，用法和ThreadLocal差不多。
HystrixRequestContext中有两个非常重要的属性：
// 静态的 requestVariables, 每个线程存储自己的 HystrixRequestContext，
private static ThreadLocal<HystrixRequestContext> requestVariables = new ThreadLocal<HystrixRequestContext>();
// state属性，V是我自己简化的, 表示存储的值
ConcurrentHashMap<HystrixRequestVariableDefault<?>, V> state = new ...
画个图来翻译下上面的代码：
先创建静态变量 HystrixRequestVariableDefault#1024 和 ThreadLocal#1025
static final HystrixRequestVariableDefault<String> TOKEN = new HystrixRequestVariableDefault<>();
private static ThreadLocal<HystrixRequestContext> requestVariables = new ThreadLocal<HystrixRequestContext>();
在当前线程(tomcat的线程)通过1025这个Key找到对应的HystrixRequestContext，然后往HystrixRequestContext的state属性中put<1024, "I am a token">
TOKEN.set("I am a token")
在执行 TOKEN.get() 时，先通过ThreadLocal对象作为Key检索到线程中存储的HystrixRequestContext，然后通过HystrixRequestVariableDefault对象作为Key从HystrixRequestContext.state中获取对应的值。
上面其实没解决跨线程传递数据问题，绕了一圈，用的还是ThreadLocal，并没有线程间数据传递的过程。
调试后找到跨线程传递数据的地方，如下截图，展示了从Feign发起调用，到任务被Hystrix线程执行的过程：
再看下图，HystrixContexSchedulerAction。
它是在tomcat工作线程中创建的，因此可以拿到token，并将token存在了HystrixContexSchedulerAction对象中。
this.parentThreadState = HystrixRequestContext.getContextForCurrentThread();
当Hystrix线程执行这个任务时，任务本身就存储了token，在执行任务前，利用下面的代码把token存储到hystrix工作线程。需要注意的是：parentThreadState是一个HystrixRequestContext类型的引用，也就是说tomcat工作线程在销毁HystrixRequestContext时，Hystrix线程中存储的数据同样也就销毁了。
HystrixRequestContext.setContextOnCurrentThread(parentThreadState);
上面整个过程比较麻烦，我在调试时也找了很久才找到跨线程传递数据的地方。
跨数据传递的简单例子
通过Task对象本身来跨线程传递数据，Hystrix简化后其实就是下面的样子。
小结
Runnable 和 Callable 都是可以被线程执行的Task，无论最终由哪个线程来执行，在各个线程间传递数据比较好的方式依然是通过任务本身。跨线程传递数据只是Hystrix中的一个小细节，实现过程也夹杂在复杂的Hystrix实现中，只是看上去比较复杂。