十個(gè)簡(jiǎn)單但很有用的Python裝飾器
裝飾器（Decorators）是Python中一種強(qiáng)大而靈活的功能，用于修改或增強(qiáng)函數(shù)或類(lèi)的行為。裝飾器本質(zhì)上是一個(gè)函數(shù)，它接受另一個(gè)函數(shù)或類(lèi)作為參數(shù)，并返回一個(gè)新的函數(shù)或類(lèi)。它們通常用
有朋友在后臺(tái)留言讓我說(shuō)一下C#的 ThreadStatic 線程本地存儲(chǔ)是怎么玩的？這么說(shuō)吧，C#的ThreadStatic是假的，因?yàn)镃#完全是由CLR（C++）承載的，言外之意C#的線程本地存儲(chǔ)，用的就是用C++運(yùn)行時(shí)提供的 __declspec(thread) 或 __thread 來(lái)虛構(gòu)的一套玩法，這一篇我們就來(lái)簡(jiǎn)單聊一聊。
在 C# 中使用ThreadStatic就可以將變量和線程進(jìn)行綁定，參考代碼如下：
internal class Program { [ThreadStatic] public static int num = 10; static void Main(string[] args) { Console.WriteLine($"num={num}"); Debugger.Break(); } }在 CLR 中如何將 num 與 Thread 綁定呢？研究過(guò) CLR 源碼的朋友應(yīng)該知道是用 ThreadLocalInfo 的，參考代碼如下：
#ifdef _MSC_VER__declspec(selectany) __declspec(thread) ThreadLocalInfo gCurrentThreadInfo;#elseEXTERN_C __thread ThreadLocalInfo gCurrentThreadInfo;#endifstruct ThreadLocalInfo{ Thread* m_pThread; AppDomain* m_pAppDomain; // This field is read only by the SOS plugin to get the AppDomain void** m_EETlsData; // ClrTlsInfo::data};上面的 m_pThread 就是 C# Thread 在 CLR 層面的承載，怎么去驗(yàn)證呢？可以把代碼跑起來(lái)，然后用 windbg 驗(yàn)證一下。
0:000> dt coreclr!gCurrentThreadInfo +0x000 m_pThread : 0x000001e3`506c5fa0 Thread +0x008 m_pAppDomain : 0x000001e3`506ba9b0 AppDomain +0x010 m_EETlsData : 0x000001e3`506aa360 -> (null) 0:000> !tThreadCount: 3UnstartedThread: 0BackgroundThread: 2PendingThread: 0DeadThread: 0Hosted Runtime: no Lock DBG ID OSID ThreadOBJ State GC Mode GC Alloc Context Domain Count Apt Exception 0 1 2e04 000001E3506C5FA0 2a020 Preemptive 000001E3521DCE80:000001E3521DD4A8 000001e3506ba9b0 -00001 MTA 6 2 4ef8 000001E3506F1A30 21220 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001e3506ba9b0 -00001 Ukn (Finalizer) 7 3 3550 000001E3726A0AE0 2b220 Preemptive 0000000000000000:0000000000000000 000001e3506ba9b0 -00001 MTA從卦中可以清楚的看到 m_pThread=0x000001e3506c5fa0 就是我們的主線程，最后的 num 就是放在與之關(guān)聯(lián)的 ThreadLocalModule 中，這個(gè)比較簡(jiǎn)單，關(guān)注下匯編代碼就好了，下面的 rax 就是 ThreadLocalModule。
00007ffb`218d2c2c 48b9b07b9921fb7f0000 mov rcx,7FFB21997BB0h00007ffb`218d2c36 ba04000000 mov edx,400007ffb`218d2c3b e8001fb55f call coreclr!JIT_GetSharedNonGCThreadStaticBase (00007ffb`81424b40)00007ffb`218d2c40 8b4820 mov ecx,dword ptr [rax+20h]00007ffb`218d2c43 894dfc mov dword ptr [rbp-4],ecx0:000> dp rax+0x20 L100000294`d0539790 abababab`0000000aCLR層面用了太多的高層虛構(gòu)來(lái)玩了一套線程本地存儲(chǔ)，其實(shí)最核心的還要理解再下一層的 __declspec(selectany) ，接下來(lái)聊聊這玩意是怎么玩的。
在Windows層面的術(shù)語(yǔ)中，有兩種 TLS 技術(shù)。
借助 Windows 提供的 TlsAlloc, TlsSetValue 之類(lèi)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且存放在線程 _TEB.TlsSlots 的槽位中，參考代碼如下：
0:000> dt 0x000000f4f0ca6000 ntdll!_TEB +0x000 NtTib : _NT_TIB ... +0x1480 TlsSlots : [64] (null) ...C#的線程本地存儲(chǔ)用的就是靜態(tài)TLS，也就是在編譯時(shí)就已經(jīng)聲明好的，在 PE 文件里面有一個(gè) .tls 節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)會(huì)被每個(gè)線程在heap堆上copy一份，存放在 _TEB.ThreadLocalStoragePointer 來(lái)指向的指針數(shù)組中，參考代碼如下：
0:000> dt 0x000000f4f0ca6000 ntdll!_TEB +0x000 NtTib : _NT_TIB +0x058 ThreadLocalStoragePointer : 0x00000294`d0536ab0 Void ...動(dòng)態(tài)的TLS我就不介紹了，這里著重說(shuō)一下靜態(tài)的TLS。
為了方便講解，先上一段測(cè)試代碼。
#include <windows.h>#include <stdio.h>#include <limits.h>__declspec(thread) int i = INT_MAX;__declspec(thread) int j = INT_MAX;int main() { int num1 = i; int num2 = j; printf("i=%d,j=%d", num1, num2);}上面的 i，j 值在編譯時(shí)就已經(jīng)放到了 PE 頭的 .tls 節(jié)，可以用 PPEE 觀察下對(duì)象頭。
從卦中可以看到 .tls 占用了 0x400 字節(jié)大小，并且用 WinHex 真的觀察到了 i，j 的值，挺有意思。
在內(nèi)存中TLS區(qū)比這個(gè)還小一點(diǎn)，可以觀察一下 DIRECTORY_ENTRY_TLS 節(jié)的 StartAddressOfRawData 和 EndAddressOfRawData 字段，這也是每個(gè)線程copy的原始內(nèi)存區(qū)域，可以看到只有 0x20D ，大概少了一半，截圖如下：
有了這些前置知識(shí)，接下來(lái)觀察內(nèi)存中的地址，在運(yùn)行之前先把 ASLR 關(guān)掉，匯編代碼參考如下：
//int num1 = i; 14 00411895 a1b4a14100 mov eax,dword ptr [ConsoleApplication2!_tls_index (0041a1b4)] 14 0041189a 648b0d2c000000 mov ecx,dword ptr fs:[2Ch] 14 004118a1 8b1481 mov edx,dword ptr [ecx+eax*4] 14 004118a4 8b8208010000 mov eax,dword ptr [edx+108h] 14 004118aa 8945f8 mov dword ptr [ebp-8],eax //int num2 = j; 15 004118ad a1b4a14100 mov eax,dword ptr [ConsoleApplication2!_tls_index (0041a1b4)] 15 004118b2 648b0d2c000000 mov ecx,dword ptr fs:[2Ch] 15 004118b9 8b1481 mov edx,dword ptr [ecx+eax*4] 15 004118bc 8b8204010000 mov eax,dword ptr [edx+104h] 15 004118c2 8945ec mov dword ptr [ebp-14h],eax可以看到每一句大概會(huì)生成 5 行匯編代碼，我們簡(jiǎn)單分析下。
這個(gè)值就是 PE 頭的 AddressOfIndex 值，可以再回頭觀察下，里面存的就是 tls 索引，當(dāng)前是 0 ，參考如下：
0:000> dp 0041a1b4 L10041a1b4 00000000在用戶(hù)態(tài)層面上 fs 指向的是當(dāng)前線程的 TEB 結(jié)構(gòu)，其中的 2C 偏移指的就是 ThreadLocalStoragePointer 結(jié)構(gòu)，windbg 觀察如下：
0:000> dg fs P Si Gr Pr LoSel Base Limit Type l ze an es ng Flags---- -------- -------- ---------- - -- -- -- -- --------0053 002bc000 00000fff Data RW Ac 3 Bg By P Nl 000004f30:000> dt 0x002bc000 ntdll!_TEB +0x000 NtTib : _NT_TIB +0x01c EnvironmentPointer : (null) +0x020 ClientId : _CLIENT_ID +0x028 ActiveRpcHandle : (null) +0x02c ThreadLocalStoragePointer : 0x00664400 Void ...這句匯編是一個(gè)數(shù)組操作，翻譯成 C 就是 ThreadLocalStoragePointer[tls]。
0:000> dp 0x00664400 L100664400 00664448這里要提醒的是：上面的 00664448 所在的 heap 位置其實(shí)就是 PE 頭里的 StartAddressOfRawData~EndAddressOfRawData內(nèi)存區(qū)域的 copy，截圖如下：
這句話的意思就是在 數(shù)組元素1 這個(gè)結(jié)構(gòu)上偏移108的位置存放著我們的 num 值，用 windbg 觀察之后果然就是的。
0:000> dp 00664448+0x108 L100664550 7fffffffC# 屬于一種業(yè)務(wù)高層抽象的語(yǔ)言，它的很多底層被C++再次隔離了，想要理解本篇的TLS，還得需要往下一層一層的擊穿，作為C#程序員太難了。
本文鏈接：http://www.www897cc.com/showinfo-26-56404-0.html聊一聊 C# 的線程本地存儲(chǔ)TLS到底是什么
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