轉-NET(C#)：線程本地存儲(Thread-Local Storage)之ThreadStatic, LocalDataStoreSlot和ThreadLocal<T>
NET(C#)：線程本地存儲(Thread-Local Storage)之ThreadStatic, LocalDataStoreSlot和ThreadLocal<T>
目錄
- 1. 使用ThreadStatic特性
- 2. 使用命名的LocalDataStoreSlot類型
- 3. 使用未命名的LocalDataStoreSlot類型
- 4. 使用.NET 4.0的ThreadLocal<T>類型
- 5. 強調一下不同方法和TLS的默認值
註：為了簡潔，下面將以”TLS”三個字母代替”線程本地存儲(Thread-Local Storage)”。
1. 使用ThreadStatic特性
ThreadStatic特性是最簡單的TLS使用，且只支持靜態字段，只需要在字段上標記這個特性就可以了：
//TLS中的str變量
[ThreadStatic]
static string str = "hehe";
static void Main()
{
//另一個線程只會修改自己TLS中的str變量
Thread th = new Thread(() => { str = "Mgen"; Display(); });
th.Start();
th.Join();
Display();
}
static void Display()
{
Console.WriteLine("{0} {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, str);
}
運行結果：
3 Mgen
1 hehe
可以看到，str靜態字段在兩個線程中都是獨立存儲的，互相不會被修改。
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2. 使用命名的LocalDataStoreSlot類型
顯然ThreadStatic特性只支持靜態字段太受限制了。.NET線程類型中的LocalDataStoreSlot提供更好的TLS支持。我們先來看看命名的LocalDataStoreSlot類型，可以通過Thread.AllocateNamedDataSlot來分配一個命名的空間，通過Thread.FreeNamedDataSlot來銷毀一個命名的空間。空間數據的獲取和設置則通過Thread類型的GetData方法和SetData方法。
來看代碼：
static void Main()
{
//創建Slot
LocalDataStoreSlot slot = Thread.AllocateNamedDataSlot("slot");
//設置TLS中的值
Thread.SetData(slot, "hehe");
//修改TLS的線程
Thread th = new Thread(() =>
{
Thread.SetData(slot, "Mgen");
Display();
});
th.Start();
th.Join();
Display();
//清除Slot
Thread.FreeNamedDataSlot("slot");
}
//顯示TLS中Slot值
static void Display()
{
LocalDataStoreSlot dataslot = Thread.GetNamedDataSlot("slot");
Console.WriteLine("{0} {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.GetData(dataslot));
}
輸出：
3 Mgen
1 hehe
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3. 使用未命名的LocalDataStoreSlot類型
線程同樣支持未命名的LocalDataStoreSlot，未命名的LocalDataStoreSlot不需要手動清除，分配則需要Thread.AllocateDataSlot方法。註意由於未命名的LocalDataStoreSlot沒有名稱，因此無法使用Thread.GetNamedDataSlot方法，只能在多個線程中引用同一個LocalDataStoreSlot才可以對TLS空間進行操作，將上面的命名的LocalDataStoreSlot代碼改成未命名的LocalDataStoreSlot執行：
//靜態LocalDataStoreSlot變量
static LocalDataStoreSlot slot;
static void Main()
{
//創建Slot
slot = Thread.AllocateDataSlot();
//設置TLS中的值
Thread.SetData(slot, "hehe");
//修改TLS的線程
Thread th = new Thread(() =>
{
Thread.SetData(slot, "Mgen");
Display();
});
th.Start();
th.Join();
Display();
}
//顯示TLS中Slot值
static void Display()
{
Console.WriteLine("{0} {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.GetData(slot));
}
輸出和上面的類似。
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4. 使用.NET 4.0的ThreadLocal<T>類型
.NET 4.0在線程方面加入了很多東西，其中就包括ThreadLocal<T>類型，他的出現更大的簡化了TLS的操作。ThreadLocal<T>類型和Lazy<T>驚人相似，構造函數參數是Func<T>用來創建對象（當然也可以理解成對象的默認值），然後用Value屬性來得到或者設置這個對象。
ThreadLocal的操作或多或少有點像上面的未命名的LocalDataStoreSlot，但ThreadLocal感覺更簡潔更好理解。
代碼：
static ThreadLocal<string> local;
static void Main()
{
//創建ThreadLocal並提供默認值
local = new ThreadLocal<string>(() => "hehe");
//修改TLS的線程
Thread th = new Thread(() =>
{
local.Value = "Mgen";
Display();
});
th.Start();
th.Join();
Display();
}
//顯示TLS中數據值
static void Display()
{
Console.WriteLine("{0} {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, local.Value);
}
輸出：
3 Mgen
1 hehe
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5. 強調一下不同方法和TLS的默認值
上面代碼都是一個一個線程設置值，另一個線程直接修改值然後輸出，不會覺察到TLS中默認值的狀況，下面專門強調一下不同方法的默認值狀況。
ThreadStatic不提供默認值：
[ThreadStatic]
static int i = 123;
static void Main()
{
//輸出本地線程TLS數據值
Console.WriteLine(i);
//輸出另一個線程TLS數據值
ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => Console.WriteLine(i));
//控制臺等待線程結束
Console.ReadKey();
}
輸出：
123
0
顯然本地線程TLS數據時123，而靜態變量的默認值不會在另一個線程中初始化的。
LocalDataStoreSlot很容易可以看出來，不可能有默認值，因為初始化只能構造一個空間，而不能賦予它值，Thread.SetData顯然只會在TLS中設置數據，還是用代碼演示一下：
static LocalDataStoreSlot slot = Thread.AllocateDataSlot();
static void Main()
{
Thread.SetData(slot, 123);
//輸出本地線程TLS數據值
Console.WriteLine(Thread.GetData(slot));
//輸出另一個線程TLS數據值
ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => Console.WriteLine(Thread.GetData(slot) == null));
//控制臺等待線程結束
Console.ReadKey();
}
輸出：
123
True
第二行是True，那麽另一個線程中的數據是null。
最後重點：.NET 4.0後的ThreadLocal會提供默認值的，還記得我上面說的那句話“ThreadLocal的操作或多或少有點像上面的未命名的LocalDataStoreSlot”？有人可能會問那為什麽要創造出ThreadLocal？還有一個很大的區別ThreadLocal可以提供TLS中數據的默認值。（另外還有ThreadLocal是泛型類，而LocalDataStoreSlot不是）。
代碼：
static ThreadLocal<int> local = new ThreadLocal<int>(() => 123);
static void Main()
{
//輸出本地線程TLS數據值
Console.WriteLine(local.Value);
//輸出另一個線程TLS數據值
ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => Console.WriteLine(local.Value));
//控制臺等待線程結束
Console.ReadKey();
}
輸出：
123
123
轉-NET(C#)：線程本地存儲(Thread-Local Storage)之ThreadStatic, LocalDataStoreSlot和ThreadLocal<T>