聊聊reactor异步线程的变量传递

序

本文主要研究下reactor异步线程的变量传递

threadlocal的问题

在传统的请求/应答同步模式中，使用threadlocal来传递上下文变量是非常方便的，可以省得在每个方法参数添加公用的变量，比如当前登录用户。但是业务方法可能使用了async或者在其他线程池中异步执行，这个时候threadlocal的作用就失效了。

这个时候的解决办法就是采取propagation模式，即在同步线程与异步线程衔接处传播这个变量。

TaskDecorator

比如spring就提供了TaskDecorator，通过实现这个接口，可以自己控制传播那些变量。例如：

class MdcTaskDecorator implements TaskDecorator {
 
  @Override
  public Runnable decorate(Runnable runnable) {
    // Right now: Web thread context !
    // (Grab the current thread MDC data)
    Map<String,String> contextMap = MDC.getCopyOfContextMap();
    return () -> {
      try {
        // Right now: @Async thread context !
        // (Restore the Web thread context's MDC data)
        MDC.setContextMap(contextMap);
        runnable.run();
      } finally {
        MDC.clear();
      }
    };
  }
}

这里注意在finally里头clear

配置这个taskDecorator

@EnableAsync
@Configuration
public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {
 
  @Override
  public Executor getAsyncExecutor() {
    ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
    executor.setTaskDecorator(new MdcTaskDecorator());
    executor.initialize();
    return executor;
  }

}

完整实例详见 Spring 4.3: Using a TaskDecorator to copy MDC data to @Async threads

Reactor Context

spring5引入webflux，其底层是基于reactor，那么reactor如何进行上下文变量的传播呢？官方提供了Context对象来替代threadlocal。

其特性如下：

• 类似map的kv操作，比如put(Object key,Object value),putAll(Context),hasKey(Object key)
• immutable，即同一个key，后面put不会覆盖
• 提供getOrDefault，getOrEmpty方法
• Context与作用链上的每个Subscriber绑定
• 通过subscriberContext(Context)来访问
• Context的作用是自底向上

实例

设置及读取

@Test
    public void testSubscriberContext(){
        String key = "message";
        Mono<String> r = Mono.just("Hello")
                .flatMap( s -> Mono.subscriberContext()
                        .map( ctx -> s + " " + ctx.get(key)))
                .subscriberContext(ctx -> ctx.put(key,"World"));

        StepVerifier.create(r)
                .expectNext("Hello World")
                .verifyComplete();
    }

这里从最底部的subscriberContext设置message值为World，然后flatMap里头通过subscriberContext来访问。

自底向上

@Test
    public void testContextSequence(){
        String key = "message";
        Mono<String> r = Mono.just("Hello")
                //NOTE 这个subscriberContext设置的太高了
                .subscriberContext(ctx -> ctx.put(key,"World"))
                .flatMap( s -> Mono.subscriberContext()
                        .map( ctx -> s + " " + ctx.getOrDefault(key,"Stranger")));

        StepVerifier.create(r)
                .expectNext("Hello Stranger")
                .verifyComplete();
    }

由于这个例子的subscriberContext设置的太高了，不能作用在flatMap里头的Mono.subscriberContext()

不可变

@Test
    public void testContextImmutable(){
        String key = "message";

        Mono<String> r = Mono.subscriberContext()
                .map( ctx -> ctx.put(key,"Hello"))
                //这里返回了一个新的，因此上面的设置失效了
                .flatMap( ctx -> Mono.subscriberContext())
                .map( ctx -> ctx.getOrDefault(key,"Default"));

        StepVerifier.create(r)
                .expectNext("Default")
                .verifyComplete();
    }

subscriberContext永远返回一个新的

多个连续的subscriberContext

@Test
    public void testReadOrder(){
        String key = "message";
        Mono<String> r = Mono.just("Hello")
                .flatMap( s -> Mono.subscriberContext()
                        .map( ctx -> s + " " + ctx.get(key)))
                .subscriberContext(ctx -> ctx.put(key,"Reactor"))
                .subscriberContext(ctx -> ctx.put(key,"World"));

        StepVerifier.create(r)
                .expectNext("Hello Reactor")
                .verifyComplete();
    }

operator只会读取离它最近的一个context

flatMap间的subscriberContext

@Test
    public void testContextBetweenFlatMap(){
        String key = "message";
        Mono<String> r = Mono.just("Hello")
                .flatMap( s -> Mono.subscriberContext()
                        .map( ctx -> s + " " + ctx.get(key)))
                .subscriberContext(ctx -> ctx.put(key,"Reactor"))
                .flatMap( s -> Mono.subscriberContext()
                        .map( ctx -> s + " " + ctx.get(key)))
                .subscriberContext(ctx -> ctx.put(key,"World"));

        StepVerifier.create(r)
                .expectNext("Hello Reactor World")
                .verifyComplete();
    }

flatMap读取离它最近的context

flatMap中的subscriberContext

@Test
    public void testContextInFlatMap(){
        String key = "message";
        Mono<String> r =
                Mono.just("Hello")
                        .flatMap( s -> Mono.subscriberContext()
                                .map( ctx -> s + " " + ctx.get(key))
                        )
                        .flatMap( s -> Mono.subscriberContext()
                                .map( ctx -> s + " " + ctx.get(key))
                                .subscriberContext(ctx -> ctx.put(key,"Reactor"))
                        )
                        .subscriberContext(ctx -> ctx.put(key,"World"));

        StepVerifier.create(r)
                .expectNext("Hello World Reactor")
                .verifyComplete();
    }

这里第一个flatMap无法读取第二个flatMap内部的context

小结

reactor通过提供Context来实现了类似同步线程threadlocal的功能，非常强大，值得好好琢磨。

doc

• TaskDecorator
• Spring 4.3: Using a TaskDecorator to copy MDC data to @Async threads
• HOW TO PASS CONTEXT IN STANDARD WAY - WITHOUT THREADLOCAL
• Spring Security Context Propagation with @Async
• 如何在async线程中访问RequestContextHolder
• Context Aware Java Executor and Spring's @Async
• 8.8.1. The Context API

（编辑：李大同）

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