.NET：線程本地存儲、調用上下文、邏輯調用上下文

背景

在多線程環境，如果需要將實例的生命周期控制在某個操作的執行期間，該如何設計？經典的思路是這樣的：作為參數向調用棧傳遞，如：CommandExecuteContext、HttpContext等。好在很多平台都提供線程本地存儲這種東西，下面介紹一下 .NET 提供的三種機制。

線程本地存儲

代碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Runtime.Remoting;

namespace ExecutionContextStudy
{
    class ThreadDataSlotTest
    {
      public   static void Test()
        {
            for (var i = 0; i < 10; i++)
            {
                Thread.Sleep(10);

                Task.Run(() =>
                {
                    var slot = Thread.GetNamedDataSlot("test");
                    if (slot == null)
                    {
                        Thread.AllocateNamedDataSlot("test");
                    }

                    if (Thread.GetData(slot) == null)
                    {
                        Thread.SetData(slot, DateTime.Now.Millisecond);
                    }

                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ":" + Thread.GetData(slot));
                });
            }

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

結果

說明

如果使用了線程池，最好不要使用這種存儲機制了，因為線程池可能不會釋放使用過的線程，導致多次執行之間可能共享數據（可以每次執行前重置線程本地存儲的數據）。

調用上下文

代碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

namespace ExecutionContextStudy
{
    class CallContextTest
    {
        public static void Test()
        {
            Console.WriteLine("測試：CallContext.SetData");
            for (var i = 0; i < 10; i++)
            {
                Thread.Sleep(10);

                Task.Run(() =>
                {
                    if (CallContext.GetData("test") == null)
                    {
                        CallContext.SetData("test", DateTime.Now.Millisecond);
                    }

                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ":" + CallContext.GetData("test"));
                });
            }

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

結果

說明

由上圖可以知道，每次執行的數據是完全隔離的，非常符合我們的期望。但是，如果我們期望調用期間又開啟了一個子線程，如何讓子線程訪問父線程的數據呢？這就需要使用到：“邏輯調用上下文”。

邏輯調用上下文

代碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

namespace ExecutionContextStudy
{
    class ExecutionContextTest
    {
        public static void Test()
        {
            Console.WriteLine("測試：CallContext.SetData");
            Task.Run(() =>
            {
                CallContext.SetData("test", "段光偉");
                Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ":" + CallContext.GetData("test"));

                Task.Run(() =>
                {
                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ":" + CallContext.GetData("test"));
                });
            });

            Thread.Sleep(100);

            Console.WriteLine("測試：CallContext.LogicalSetData");
            Task.Run(() =>
            {
                CallContext.LogicalSetData("test", "段光偉");
                Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ":" + CallContext.LogicalGetData("test"));

                Task.Run(() =>
                {
                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ":" + CallContext.LogicalGetData("test"));
                });

                ExecutionContext.SuppressFlow();
                Task.Run(() =>
                {
                    Console.WriteLine("SuppressFlow 之后:" + CallContext.LogicalGetData("test"));
                });

                ExecutionContext.RestoreFlow();
                Task.Run(() =>
                {
                    Console.WriteLine("RestoreFlow 之后:" + CallContext.LogicalGetData("test"));
                });
            });

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

輸出

說明

注意 ExecutionContext.SuppressFlow(); 和 xecutionContext.RestoreFlow();，它們分別能阻止傳播和重置傳播，默認是允許傳播的。

備注

最常見的使用場景就是：為 Ioc 容器自定義生命周期管理模型。