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📌 a missing Java std lib(simple & 0-dependency) for framework/middleware, provide an enhanced InheritableThreadLocal that transmits values between threads even using thread pooling components.

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TTL v3 project management

oldratlee opened this issue · comments

关于TransmittableThreadLocal(TTL) v3

🚧 TransmittableThreadLocal(TTL) v3 在开发中(在master分支),还没有发布。

新功能推荐都在v3中提供,原因:

  1. TTL域的核心问题(包含了可扩展的能力、不包含扩展的实现)在v2解决了,并且稳定;
    • TTL核心功能,v2已经是开放的
      • 如果你觉得有必要或是喜欢想试一下,
        可以用自己的实现来替代最核心TransmittableThreadLocal类实现
    • 这让维持v2聚焦v3升级 成为可能。
  2. 避免 v2老版本的 并行大维护工作 与 保持兼容性的历史包袱(如不优或过度的设计、对低版本Java的支持),从而在v3聚焦输出有价值的工作。
    • v3作为在大版本升级,可以是不兼容升级
    • 当然会提供TTL v2的兼容包(即ttl2-compatible 3.x模块),以简化用户的升级过程
  3. 通过v3有价值的新功能可以引导大家从v2升级、试用/使用、优化v3

已有的相关讨论:

  • #173 (comment)
    • TTL v3.x重点会是
      • 对常用的周边框架的使用做一等公民的体验优化支持。
        • 如,开发框架王者Spring/Spring Boot的集成
        • PS:JDK标准库涉及类的集成,v2已经做了
      • TTL Agent的扩展开放,方便三方自己做类增强的集成。
        • 执行组件很多,这些涉及的类增强,在TTL库中不可能都做支持
        • PS:用于框架集成的API(核心是Transmitter),v2已经开放了
      • ……
    • TTL核心功能,v2已经是开放的,即
      • 没有什么功能 只能在TTL库中才能实现。
      • 或说成,需要的功能 可以在TTL库外部来扩展实现。
    • TTL项目中,扩大集成范围,可以优化大家平时常用场景开箱即用的使用体验。
    • 其实,不少方便使用的TTL集成/增强,各个大厂是会有实现的,但并没开源出来;这些使用便利的地方值得进一步解决得更好。
  • #405 (comment)
    • TTL v3会提供
      • shadeAPI依赖
      • 分离用户APIAgent成2个依赖
    • 也可以提供spring-boot loader + fatjar模式依赖
    • v3作为大版本升级,可以做不兼容的修改,清理掉不好的设计与实现;当然会提供TTL v2的兼容包。
    • v3会提供Kotlin语言的一等公民支持。
  • #377 (comment)
    到了现在,因为库的兼容性,也不能删除掉这个扩展点了 😢
  • #412 (comment)
    • 如果你觉得TTL带的实现 不优 或是 可以结合你自己的业务场景来优化,
      TTL v2.14.0提供了 可以自己实现ThreadLocal注册的入口:
      即不用TransmittableThreadLocal实现类,改用你自己的实现类。

下面是v3的工作项列表及其进展。

TTL core

API 不兼容升级

❗️ 不兼容

  • TransmittableThreadLocal#copy方法名改成transmiteeValue
    • 虽然多数情况下,传递的是一个复杂的对象,习惯上会先想到的是如何做拷贝,如深拷贝、浅拷贝;这个方法copy是容易想到和理解这个过程与行为了。 😂
      • 这是也是为什么在TTL v2中,这个方法被命名成了copy的原因。
    • 但是『传递』是更严谨且合理的,因为并不一定有『拷贝』行为(比如简单的赋值传递)。
    • transmiteeValue命名也与JDKInheritableThreadLocal.childValue()方法名有了一致性。
  • ✨ 去除TransmittableThreadLocalbefore/after execute方法
    • TransmittableThreadLocal类是TTL的用户API,要尽量简化,包含的是核心功能(非外围/可附加的功能)
    • 通过Transmitter支持before/after execute回调的注册
      • TransmitterTTL的开发者API;开发者角色可以关注生命周期这样完备也复杂的问题
    • 更多讨论
  • 内部类TTL Transmitter上提到根包下,成为子包transmitter
    • 而不是内部类,核心概念不够一等公民
    • 也导致了核心的TransmittableThreadLocal类文件越写越长…
  • #168
    • TTL TransmitterCRR方法 返回具体类型,而不是 Object
  • 删除(隐藏的)接口(本来就是不开放的接口,删除了实现更简单)
    • 删除(隐藏的)DisableInheritableThreadFactory接口
    • 删除(隐藏的)DisableInheritableForkJoinWorkerThreadFactory
  • 减少工具方法个数简化API
    • v2因为开关参数导致工具方法的个数太多了
    • reduce util method count of class ThreadLocalTransmitRegistry (9f19a97)
    • remove uncommon collection methods of TtlTimerTask, make API more concise (83c3be3)
  • ✨ rename package threadpool to executor(72c6b69)
  • 删除TtlUnwrap类,该类的方法合并到TtlWrappers类 (5b68280)
    v2中这些工具方法放在TtlUnwrap类中是为了支持Java 6v3支持Java 8+,不再需要这么做了。
  • 删除TtlForkJoinPoolHelper类,该类的方法合并到TtlExecutors类 (5b68280)
    原因同上
  • 删除v2@Deprecated的类与方法: (5b68280)
    • com.alibaba.ttl.TtlEnhanced
    • com.alibaba.ttl.TtlWrappers#wrap(...)

Transmittance/CRR分离成独立包(成为一个小框架)

就像 https://github.com/reactive-streams/reactive-streams-jvm
这种 核心小框架 抽象后,相信意义很大:

  • CRR概念/模式有普遍性,分离独立 可以对核心问题给出高水准与高强度的设计与实现。
  • 即使不被业界其它项目使用,只是TTL自身在使用,也可以提升TTL自身的设计与实现,如模块化/扩展性/概念分离。
    • 可以注册不同的ThreadLocal(如NettyFastThreadLocal),扩展性提升/三方平等的设计。
    • Transmittance生命周期回调(callback)的提供 是 清晰、规范的。
    • 设计的优化 可以带来 TTL自身实现的可靠性提升。
  • 显化核心概念:transmittertransmitteeCRR
  • 这个小框架要 独立/自包含,不能依赖上层(即TTL)。
    • TransmittableThreadLocal也只是CRR的一个普通使用方
    • TTL Transmitter类(TTL的使用方)仍以static方法的方式暴露TTL CRR操作
    • 上下文异常如何具体场景化?
  • CRR作为TTL开发扩展的下层API,与TTL用户API分离开。
    • 放在com.alibaba.crr包下
    • 注意:不位于com.alibaba.ttl3包下,在包名上也体现出了CRRTTL的独立性。
    • TransmittableThreadLocal创建、持有并注册TtlTransmittee(静态实例)。
      TTL Transmitter实例化TtlTransmittee并持有。
  • 🆕✨ 通过Transmitter支持before/after execute回调及其注册
    可以支持TTL v2的已有功能/v3中去除的功能(TransmittableThreadLocalbefore/after execute方法)
  • Transmitter支持before/after execute回调方法的调用是一致性的(4ba3dd6)
    • 一致性是指:对于注册的CrrTransmitCallback实例:
      • 收到回调beforeX就一定要收到afterX
      • 收到回调xReplay就一定要收到xRestore
    • 这样一致的回调 保证了,即使在回调中包含资源管理的逻辑也不会带来资源泄漏的问题。

v2.14.0支持了ThreadLocal的注册,三方平等支持(如FastThreadLocal
https://github.com/alibaba/transmittable-thread-local/releases/tag/v2.14.0

TTL Agent

✨🆕 TTL Agent模块化

  • #260
    • 分离Agent JarAPI Jar
    • 这样API包大小很小,用户运行时依赖不exclude TTL包而冗余了也成本小
    • 方便Agent包支持不同的打包格式,不同场景使用友好
  • 提供没有shade依赖的TTL Agent
    • 方便方便使用方repackage/shade依赖
    • 打包TTL Agent到自己的Agent包中,并且共享一份shade的依赖(如字节码库)
    • 具体设计、实现与使用方式,可以参照byte-buddy
  • 提供常用的Agent打包格式

TTL Agent的扩展机制

可以加载应用中的类增强的逻辑实现,但不需要三方提供Java Agent实现;
从而简化三方提供Agent的类增强逻能力。

TTL的集成往往涉及APIAgent两者的支持。

  • 🆕 提供Agent的扩展机制

TTL Agent支持运行时加载生效

  • 🆕 #169
    TTL Agent支持运行时加载生效
  • 引入ConcurrentWeakMap/ConcurrentWeakHashMap (ade56ea)
    • Spring中有ConcurrentWeakHashMap实现
    • 注意:提供工厂方法以返回接口的实现的实例,实现类隐藏掉;这样方便后面切换(更好的)实现
    • 目前还没有引入ConcurrentWeakMap,实现内部使用,不需要复杂化
  • 通过ConcurrentWeakMap存储类实例与capture的关联 替代 在已有的类上新增capture字段
    • 这样的方案,不会给要增强的类新增字段(即不改变的类结构),从而Agent可以在运行时增强已有的类;
    • 但会增加GC负担,考虑只在运行时加载TTL Agent时使用这个方案。
  • 整理Agent开发相关的文档到
    #169

配置体验优化

  • 🆕 使用-D properties来配置TTL Agent,而不是Agent参数。
    • 更友好方便,Agent参数写起来读起来繁琐易错。

Agent字节码实现

  • 改用byte-buddy实现

测试

  • v2单元测试迁移到v3
    • TTL core模块
    • TTL Agent模块

注意:原则上,v2的测试代码一行不能改,以确保尽量发现兼容包的v2功能break。

文档

  • 更新markdown文档中的文件链接,因为模块移动了目录
  • v3文档中去除v2的版本新功能说明,v3v2功能都一开始就有的
  • 业务场景中,说明上典型的业务上下文,如登录/授权的用户ID、平台的租户ID

ttl2-compatible的实现成代理到TTL3

  • 需要 在v2的相关方法(如check)中,兼容逻辑
    添加通过v3实现类来判断的兼容逻辑
  • 添加@Deprecated及其说明
    • 说明包含:推荐使用v3v3的用法、v3v2不兼容的内容

生态集成支持

往往涉及APIAgent两者的支持

🆕✨ Kotlin支持

  • Kotlin语言的一等公民支持 #119
  • ✨ 支持/集成kotlin coroutine支持 #118
    • API支持
    • Agent支持

🆕✨ Spring/SpringBoot集成

  • 执行器wrapper支持Spring,集成Spring Async Executors #173
    • 简化使用,在效果上像Agent但配置更简单
    • 感觉『Bean注入时拦截做包装』更好,不是『Bean生成时拦截』
    • API支持。参考项目Dreamroute/ttl-spring-boot-starter
      • 提供Spring/SpringBoot注解,如@EnableTtlExecutor@SkipTttlWrapper
    • Agent支持
  • 提供session cacheSpring支持

Misc

待细化展开

  • #499
  • 集成RxJava
  • 集成hystrix
  • 集成VertX
  • 集成SkyWalking
  • 集成AKKA
  • #109

优化(如性能)

v3有没有发布的时间点?

v3有没有发布的时间点?

还没有定 😄 @mingyang66

一方面,重构/新增的内容有些多,期望想得清楚些。
另一方面,有v2可用,倒不紧急。

谢谢关注 💕


大家如果有实际/目标的场景需求 可以提,以调整实现优先级和发布节奏。

v3有没有发布的时间点?

还没有定 😄 @mingyang66

一方面,重构/新增的内容有些多,期望想得清楚些。 另一方面,有v2可用,倒不紧急。

谢谢关注 💕

大家如果有实际/目标的场景需求 可以提,以调整实现优先级和发布节奏。

OK,最近一直在关注TTL的更新

集成SkyWalking这部分,请问打算怎么迭代呢,是否会成为skywalking的自定义插件模式支持~

commented

集成SkyWalking这部分,请问打算怎么迭代呢,是否会成为skywalking的自定义插件模式支持~

@haoyongdong

  • 集成的这部分内容,可以做的要做的比较多。 😂
    • 对于使用多、问题明显的,优先级高。 💕
  • PS: 整体TTL v3没有定发布节奏,原因见上面的评论内容

明白,感谢回复;最近在使用skywalking的多线程插件时遇到了些问题,发现如果测试应用使用了自定义加载器会导致切入异常,所以看到了TTL,有想用TTL替换skywalking中的多线程插件的想法

commented

如果测试应用使用了自定义加载器会导致切入异常,所以看到了TTL

嗯嗯 ❤️ @haoyongdong

这个所涉及的「支持运行时加载TTL Agent #169」(即使只用在测试场景),
个人觉得优先级高。💪

  • 实现思路 已经想得差不多了
  • 反馈Issue也比较多
    参见上面内容 及其 相关已有Issue的讨论

SkyWalking目前在SpringCloudGateway中的问题较多,如果TTL能成为SW的上下文进程内容器就好了

如果测试应用使用了自定义加载器会导致切入异常,所以看到了TTL

嗯嗯 ❤️ @haoyongdong

这个所涉及的「支持运行时加载TTL Agent」(即使只用在测试场景), 个人觉得优先级高。💪

  • 实现思路 已经想得差不多了
  • 反馈Issue也比较多
    参见上面内容 及其 相关已有Issue的讨论

大佬,能简单说下实现的的思路吗?我们自己内部也在尝试

commented

能简单说下实现的的思路吗?我们自己内部也在尝试

@cxntsh 实现的的思路,在上面 issue 的正文中,有一些说明:

通过ConcurrentWeakMap存储类实例与capture的关联 替代 在已有的类上新增capture字段

  • 这样的方案,不会给要增强的类新增字段(即不改变的类结构),从而Agent可以在运行时增强已有的类;
  • 但会增加GC负担,考虑只在运行时加载TTL Agent时使用这个方案。

hi @oldratlee !我正在尝试基于 master 实现如下功能:

通过ConcurrentWeakMap存储类实例与capture的关联 替代 在已有的类上新增capture字段

  • 这样的方案,不会给要增强的类新增字段(即不改变的类结构),从而Agent可以在运行时增强已有的类;
  • 但会增加GC负担,考虑只在运行时加载TTL Agent时使用这个方案。

但是当我在执行测试的时候发现代码不能正确的运行,请问 master 分支代码当前是处于不可正常运行状态吗?

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请问 master 分支代码当前是处于不可正常运行状态吗?

master分支在持续集成且通过的。

因为在开发中(加新功能、去老逻辑),功能实现可能有不完整。

发现具体问题,开独立 issue 反馈吧 ❤️ @saoxuequ


如果目标是上生产环境,则基于2.x分支的稳定版本开发实现吧~ @saoxuequ

PS:
如果方便,推荐FORK实现开放,也方便大家具体查看排查&反馈优化。 ❤️ @saoxuequ

如果测试应用使用了自定义加载器会导致切入异常,所以看到了TTL

嗯嗯 ❤️ @haoyongdong

这个所涉及的「支持运行时加载TTL Agent」(即使只用在测试场景), 个人觉得优先级高。💪

  • 实现思路 已经想得差不多了
  • 反馈Issue也比较多
    参见上面内容 及其 相关已有Issue的讨论

大佬,请问这部分的实现现在有代码示例了吗?

我想通过使用ttl代替skywalking中的threadlocal作为上下文传递,
然后按照 #226 中所说先加载ttl agent,再加载skywalking agent,
尝试实现无侵入的全链路传递链路数据

@oldratlee 大佬,估计什么时候能完成kotlin协程的支持。现在kotin协程在后端用的越来越多啦!感谢大佬!

估计什么时候能完成kotlin协程的支持。现在kotin协程在后端用的越来越多啦!感谢大佬!

嗯嗯,KotlinKotlin协程两者都超赞 🚀 要一等公民高优支持。

Kotlin协程有些复杂,要花些时间理解与实现。
@ashinewu 有兴趣来实现吗?💗 😄