ThreadStatic 属性如何工作？

Question

[ThreadStatic] 属性如何工作？我假设编译器会发出一些 IL 来填充/检索 TLS 中的值，但查看反汇编结果似乎并没有在该级别执行此操作。

作为后续，如果将其放在非静态成员上会发生什么？我们有一个开发人员犯了这个错误，而编译器甚至没有提供警告。

更新

这里回答了第二个问题：ThreadStatic Modified with Static C#

Answer 1

[ThreadStatic]属性如何
工作？

您可以认为标有 ThreadStatic 的字段附加到线程及其生命周期与线程的生命周期相当。

因此，在伪代码中，ThreadStatic（从语义上来说）类似于将键值附加到线程：

Thread.Current["MyClass.myVariable"] = 1;
Thread.Current["MyClass.myVariable"] += 1;

但语法更简单一些：

class MyClass {
  [ThreadStatic]
  static int myVariable;
}
// .. then
MyClass.myVariable = 1;
MyClass.myVariable += 1;

如果将其放在非静态成员上会发生什么？

我相信它被忽略了：

    class A {
        [ThreadStatic]
        public int a;
    }
    [Test]
    public void Try() {
        var a1 = new A();
        var a2 = new A();
        a1.a = 5;
        a2.a = 10;
        a1.a.Should().Be.EqualTo(5);
        a2.a.Should().Be.EqualTo(10);
    }

此外值得一提的是，与普通静态字段相比，ThreadStatic 不需要任何同步机制（因为状态不共享）。

Answer 2

在 .NET jit 编译器中，线程静态的实现语义低于 IL 级别。发出 IL 的编译器（例如 VB.NET 和 C#）不需要了解有关 Win32 TLS 的任何信息，即可发出可以读取和写入具有 ThreadStatic 属性的变量的 IL 代码。就 C# 所知，该变量没有什么特别之处 - 它只是一个读取和写入内容的位置。它具有属性这一事实对于 C# 来说并不重要。 C# 只需要知道为该符号名称发出 IL 读或写指令。

“繁重的工作”是由核心 CLR 完成的，它负责使 IL 在特定的硬件架构上工作。

这也可以解释为什么将属性放在不适当的（非静态）符号上不会得到编译器的反应。编译器不知道该属性需要什么特殊语义。不过，像 FX/Cop 这样的代码分析工具应该了解这一点。

另一种看待方式：CIL 定义了一组存储范围：静态（全局）存储、成员存储和堆栈存储。 TLS 不在该列表中，很可能是因为 TLS 不需要在该列表中。如果当符号标记有 TLS 属性时，IL 读写指令足以访问 TLS，那么为什么 IL 应对 TLS 有任何特殊的表示或处理呢？不需要。

Answer 3

[ThreadStatic] 在每个线程中创建同一变量的隔离版本。

例子：

[ThreadStatic] public static int i; // Declaration of the variable i with ThreadStatic Attribute.

public static void Main()
{
    new Thread(() =>
    {
        for (int x = 0; x < 10; x++)
        {
            i++;
            Console.WriteLine("Thread A: {0}", i); // Uses one instance of the i variable.
        }
    }).Start();

    new Thread(() =>
   {
       for (int x = 0; x < 10; x++)
       {
           i++;
           Console.WriteLine("Thread B: {0}", i); // Uses another instance of the i variable.
       }
   }).Start();
}

Answer 4

标记为[ThreadStatic]的字段是在线程本地存储上创建的，因此每个线程都有自己的字段副本，即字段的范围是线程本地的。

TLS 字段是通过 gs/fs 段寄存器访问的。操作系统内核使用这些段来访问线程特定的内存。.net 编译器不会发出任何 IL 来填充/检索 TLS 中的值。它是由操作系统内核完成的。

Answer 5

用 ThreadStaticAttribute 标记的静态字段不在线程之间共享。每个执行线程都有一个单独的字段实例，并独立设置和获取该字段的值。如果在不同的线程上访问该字段，它将包含不同的值。