黑马点评双拦截器和Threadlocal实现原理

news2025/5/25 8:58:27

文章目录

- 双拦截器
- ThreadLocal实现原理

双拦截器

实现登录状态刷新的原因：

防止用户会话过期：通过动态刷新Token有效期，确保活跃用户不会因固定过期时间而被强制登出

提升用户体验：用户无需频繁重新登录，只要在活动期间就能保持登录状态

在登录状态校验时，只设置了一个拦截器：

只设置一个拦截器时：拦截器只拦截刷新需要登录的路径，如果用户在登录后长时间不访问任何需要拦截的路径，那么他们的登录令牌可能不会得到及时刷新，导致令牌过期。一旦用户尝试访问需要拦截的路径，他们可能会发现自己需要重新登录，因为令牌已经失效。所以单独创建一个拦截器拦截一切请求，刷新Redis中的Key

双拦截器执行流程：

那么我们可以添加一个拦截器，第一个拦截器拦截所有路径，首先从请求头中获取token，如果token存在，则通过token查询redis判断判断该token是否存在redis中(有可能是别的网站的token，所以要判断是否在redis中)和有没有过期（过期了会采用过期淘汰策略…有可能直接查不到/查到过期了就直接删除），如果token存在reids中且没有过期，将用户信息（UserDTO对象，包括用户id、昵称等）保存到theadlocal然后刷新token有效期并放行，如果token不存在或过期了则不执行任何操作并放行。

第一个拦截器只进行刷新token操作不拦截，第二个拦截器拦截需要登录的路径，判断ThreadLocal中的是否存在用户信息，如果用户存在就说明登录了就放行，否则执行拦截操作。（只创建了一个threadlocal线程对象，threadlocalmap中只存了一个对象，直接判断是否为空就可以）

token来源：注册登录后，后端会生成一个token作为用户的唯一id，将这个token作为key用户信息作为value存入redis中（还设置有效期），同时将这个token返回给前端，前端的每次请求都会携带这个token进行登录状态校验操作。

Threadlocal中存入的用户信息的作用：

在第二个拦截器中可以用来判断是否存在用户信息，进而完成用户登录拦截操作
在后面一人一单判断过程中，需要从Threadlocal中取出用户id来构造用户级细粒度锁。

未登录拦截的实现：如果需要登录拦截，则返回HTTP状态码为401（未授权），前端根据状态码跳转到登录页。

拦截器使用：1.定义拦截器 2.注册配置拦截器

双拦截器通过设置优先级来实现执行的先后顺序（第一个拦截器优先级高order=0，第二个拦截器order=1）

ThreadLocal实现原理

客户端每一次发起的请求都是单独的一个线程，所以可以用ThreadLocal

ThreadLocal 是 Java 中的一个工具类，通过threadlocal类可以创建线程对象，threadlocal会在每个线程内开辟一个内存空间去保存每个线程的数据，可以实现线程间的数据隔离，避免线程安全问题。

ThreadLocal是用于解决线程安全的一种机制，它允许创建线程局部变量，每个线程自己独立的变量副本，从而避免了线程之间的资源共享和同步问题。

这里说的副本指的是每个线程拥有该变量的独立实例，线程之间不会共享相同的变量，从而实现了线程隔离和数据安全。

ThreadLocal 的作用

线程隔离：每个线程拥有自己的变量副本，互不干扰。
避免共享：无需使用锁或同步机制，提升并发性能。
简化设计：方便在多线程环境中传递上下文信息（如用户会话、事务 ID）。

ThreadLocal 的实现原理

主要是通过Thread类中的ThreadLocalMap字段来实现的。

ThreadLocalMap：每个线程内部都有自己的 ThreadLocalMap，用于存储 ThreadLocal 变量，一个线程可以创建多个ThreadLocal线程对象，如ThreadLocal1、ThreadLocal2等，存在ThreadLocalMap中的不同位置。
键值对存储： ThreadLocal对象本身作为键，变量副本作为值。

ThreadLocal 的常用方法

public void set(T value) 设置当前线程的线程局部变量的值
public T get() 返回当前线程所对应的线程局部变量的值
public void remove() 移除当前线程的线程局部变量

使用场景

线程上下文传递：如用户会话、事务 ID。
数据库连接管理：每个线程使用独立的数据库连接。
日期格式化： SimpleDateFormat 非线程安全，可使用 ThreadLocal 为每个线程创建独立实例。

ThreadLocalMap 只由数组组成，通过开放地址法中的线性探测(线性向后查找)的方式解决hash冲突。具体的：如果 i 位置被占用，尝试 i+1。如果 i+1 也被占用，继续探测 i+2，直到找到一个空位。如果到达数组末尾，则回到数组头部，继续寻找空位。

为什么用线性探测法而不用hashmap的拉链法？因为ThreadLocalMap 不会有大量的 Key，所以采用线性探测更节省空间。

GC 之后 key 是否为 null？是null，因为key是弱引用，gc回收后，key为null，但是value是强引用，垃圾回收后还会存在。

用完之后要及时执行remove方法

ThreadLocalMap 扩容机制：

采用的是“先清理再扩容”的策略，元素个数达到阈值(0.75*总容量)时，会先清理掉被垃圾回收掉key的entry对象，然后再检查size是否到阈值，扩容时，数组长度翻倍，并重新计算索引，如果发生哈希冲突，采用线性探测法来解决。

使用 InheritableThreadLocal 时，会在创建子线程时，令子线程继承父线程中的 ThreadLocal 值，但是无法支持线程池场景下的 ThreadLocal 值传递。

还有TransmittableThreadLocal：TransimittableTreadLocal 是 TreadLocal 的增强。它与InheritableThreadLocal 相比，更适合在线程池中父线程与子线程传递的场景。ITL 只是在子线程被创建时继承一次父线程的值，之后如果子线程自己修改了值，就会一直复用这个值，不会拉取父线程的值，并且也感知不到父线程值得变化。而 TTL，是任务级别的动态捕获，每次任务提交时，会动态捕获父线程的最新值。通过捕获上下文、传递上下文、恢复上下文的方式完成。链接

每个线程都维护一个ThreadLocalMap，一个线程可以创建多个线程对象
public class MultipleThreadLocalsDemo {
    // 定义多个ThreadLocal变量
    private static final ThreadLocal<String> userContext = new ThreadLocal<>();
    private static final ThreadLocal<Integer> requestId = new ThreadLocal<>();
    private static final ThreadLocal<SimpleDateFormat> dateFormat = ThreadLocal.withInitial(
        () -> new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd")
    );

    public static void main(String[] args) {
        // 主线程设置多个ThreadLocal值
        userContext.set("用户A");
        requestId.set(1001);
        
        // 获取值（互不干扰）
        System.out.println(userContext.get());  // 输出"用户A"
        System.out.println(requestId.get());    // 输出1001
        System.out.println(dateFormat.get().format(new Date())); // 输出当前日期

        // 必须显式清理（防止内存泄漏）
        userContext.remove();
        requestId.remove();
        dateFormat.remove();
    }
}