C#使用CallContext缓存线程数据

2024-04-02 19:55

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一、CallContext 概述

命名空间：System.Runtime.Remoting.Messaging

CallContext 用于提供与执行代码路径一起传送的属性集，直白讲就是：提供线程（多线程/单线程）代码执行路径中数据传递的能力。

当对另一个 AppDomain 中的对象进行远程方法调用时，CallContext 类将生成一个与该远程调用一起传播的 LogicalCallContext 实例。只有公开 ILogicalThreadAffinative 接口并存储在 CallContext 中的对象被在 LogicalCallContext 中传播到 AppDomain 外部。

CallContext成员

SetData: 存储给定的对象并将其与指定名称关联。
GetData: 从CallContext中检索具有指定名称的对象
LogicalSetData: 将给定的对象存储在逻辑调用上下文，并将其与指定名称关联。可用于多线程环境
LogicalGetData: 从逻辑调用上下文中检索具有指定名称的对象。可用于多线程环境
FreeNamedDataSlot: 清空具有指定名称的数据槽。可用于多线程环境
HostContext属性: 获取或设置与当前线程相关联的主机上下文。在Web环境下等于System.Web.HttpContext.Current

GetData、SetData

只能用于单线程环境，如果发生了线程切换，存储的数据也会随之丢失
可以用于同一线程中的不同地方，传递数据

LogicalSetData、LogicalGetData

LogicalSetData、LogicalGetData可用于在多线程环境下传递数据；
LogicalSetData只是存储当前线程以及子线程的数据槽
LogicalGetData获取的是当前线程或父线程的数据槽对象，拿到的是对象的引用
FreeNamedDataSlot清除当前线程，之前已经运行子任务，不受影响，不能清除子线程的数据槽；

二、 CallContext不跨线程传播的方法：GetData、SetData

可以利用CallContext 实现单例，默认情况下，CallContext 的数据不跨线程传播。

1、在处理多组件共用Context时非常有用,比如常见的EF 可以将实例的DBEntity存储在其中,可以一次访问只实例化一次,便于管理且不用多次实例访问对象

public static class DbContextHelper
{
    private static DbContext context = null;
    private const string SessionKey_DbContext = "Entities";
    public static DbContext GetDbContext()
    {
        if (CallContext.GetData(SessionKey_DbContext) == null)
        {
            CallContext.SetData(SessionKey_DbContext, new Entities());
        }
        return CallContext.GetData(SessionKey_DbContext) as Entities;
    }
}

2、类单例

void Main()
{
    MyAppContext.Current.FirstName = "a";
    Console.Write(MyAppContext.Current.FirstName);
}

public class MyAppContext
{
    const string contextKey = "MyAppContext:ContextKey";
    public string FirstName { get; set; }
    public static MyAppContext Current
    {
        get
        {
            if (CallContext.GetData(contextKey) == null)
            {
                CallContext.SetData(contextKey, new MyAppContext());
            }
            return CallContext.GetData(SessionKey_DbContext) as MyAppContext;
        }
    }
}

三、 CallContext跨线程传播的方法：ILogicalSetData、LogicalGetData

要让CallContext实现跨线程传播，可以调用CallContext的静态方法ILogicalSetData,或让上下文类实现ILogicalThreadAffinative 接口。

线程本地存储

线程池可能不会释放使用过的线程，导致多次执行之间可能共享数据（可以每次执行前重置线程本地存储的数据）。

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));
    });
}

结果

调用上下文

每次执行的数据是完全隔离的，非常符合我们的期望。但是，如果我们期望调用期间又开启了一个子线程，如何让子线程访问父线程的数据呢？这就需要使用到：“逻辑调用上下文”。

Console.WriteLine("测试：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"));
    });
}

结果

每次执行的数据是完全隔离的，非常符合我们的期望。

逻辑调用上下文

如果我们期望调用期间又开启了一个子线程，如何让子线程访问父线程的数据呢？这就需要使用到：“逻辑调用上下文”。

注意 ExecutionContext.SuppressFlow(); 和ExecutionContext.RestoreFlow();它们分别能阻止传播和重置传播，默认是允许传播的。

Console.WriteLine("测试：CallContext.SetData");
Task.Run(() =>
{
    CallContext.SetData("test", "段光伟");
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ":" + CallContext.GetData("test"));

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

Thread.Sleep(100);

Console.WriteLine("测试：CallContext.LogicalSetData");
Task.Run(() =>
{
    CallContext.LogicalSetData("test", "段光伟");
    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"));
    });
});

输出