Windbg - ThreadStatic 필드 값을 조사하는 방법
예전 글에서,
windbg - 닷넷 메모리 덤프에서 정적(static) 필드 값을 조사하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11487
정적 필드까지는 알아봤었는데요, 그렇다면 Thread마다 고유한 (이름만 비슷할 뿐 전혀 다른 성격의 저장소인) ThreadStatic인 경우에는 어떨까요?
테스트를 위해 다음과 같이 코드를 만들고,
namespace ConsoleApp1;
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
CreateObject();
GC.Collect();
GC.Collect();
Console.ReadLine();
}
private static void CreateObject()
{
MyClass.TlsRef = new Program();
MyClass.TlsValue = 0xFF_EE_DD_CC_BB_AA_00_99;
MyClass.StaticValue = 0x_AA_BB_CC_DD;
}
}
class MyClass
{
[ThreadStatic]
public static Program? TlsRef;
[ThreadStatic]
public static ulong TlsValue;
public static uint StaticValue;
}
실행한 다음, windbg로 attach 시켜 다음과 같이 static 변수를 덤프했던 경험을 살려 추적했더니,
0:014> !name2ee ConsoleApp1.dll!ConsoleApp1.MyClass
Module: 00007ffcba7fcf48
Assembly: ConsoleApp1.dll
Token: 0000000002000007
MethodTable: 00007ffcba96cb38
EEClass: 00007ffcba94ed78
Name: ConsoleApp1.MyClass
0:014> !DumpClass /d 00007ffcba94ed78
Class Name: ConsoleApp1.MyClass
mdToken: 0000000002000007
File: C:\temp\ConsoleApp1\bin\Debug\net7.0\ConsoleApp1.dll
Parent Class: 00007ffcba570e98
Module: 00007ffcba7fcf48
Method Table: 00007ffcba96cb38
Vtable Slots: 4
Total Method Slots: 5
Class Attributes: 100000
NumInstanceFields: 0
NumStaticFields: 3
NumThreadStaticFields: 2
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
00007ffcba6cfc50 4000006 40 System.UInt32 1 static 2864434397 StaticValue
00007ffcba7feff8 4000004 0 ConsoleApp1.Program 0 TLstatic TlsRef
>> Thread:Value 8bcc:000001aac840df68 <<
00007ffcba6e3cf0 4000005 20 System.UInt64 1 TLstatic TlsValue
>> Thread:Value 8bcc:18441921395520307353 <<
오호... 이전의 static 변수 확인과 동일하게 잘 나옵니다. ^^
8bcc:000001aac840df68
==> 8bcc OS 스레드에 속한 값 000001aac840df68 == Program 인스턴스의 GC Heap 주소
8bcc:18441921395520307353
==> 16진수로 0xFFEEDDCCBBAA0099
여기서 재미있는 건, TLS도 역시 GC 입장에서는 root에 해당하는데요, 따라서 TLS 변수가 값 형식을 담고 있을 때는 GC 입장에서 관심 대상이 아니지만 참조 형식을 담고 있을 때는 GC가 반드시 관여를 해야 합니다.
즉, 위와 같은 경우에 TlsRef 변수에 Program 타입의 인스턴스를 가리키게 했는데요, 그렇다면 해당 인스턴스는 스레드가 종료될 때까지는 GC가 되어서는 안 됩니다.
실제로 해당 개체가 아직 살아 있는지 다음과 같이 확인해 볼 수 있습니다.
0:014> !dumpheap -type ConsoleApp1.Program
Address MT Size
01aac840df68 7ffcba7feff8 24
Statistics:
MT Count TotalSize Class Name
7ffcba7feff8 1 24 ConsoleApp1.Program
Total 1 objects, 24 bytes
편의상 1개의 개체만 만들었으므로 쉽게 판별할 수 있는데요, ^^ 이것의 root 개체가 무엇인지 보면,
0:014> !gcroot 01aac840df68
Caching GC roots, this may take a while.
Subsequent runs of this command will be faster.
HandleTable:
000001aac5501358 (strong handle)
-> 01aac840df80 System.Object[]
-> 01aac840df68 ConsoleApp1.Program
Found 1 unique roots.
특이하게도 "strong handle" 성격의
HandleTable에 등록돼 있습니다.
전체 핸들 테이블은 !gchandles로 확인할 수 있는데,
0:014> !gchandles
Handle Type Object Size Data Type
000001AAC5501178 WeakShort 000001aaca811860 40 System.Buffers.TlsOverPerCoreLockedStacksArrayPool`1[[System.Byte, System.Private.CoreLib]]
...[생략]...
000001AAC55011F8 WeakShort 000001aac840c260 72 System.Threading.Thread
000001AAC5501798 WeakLong 000001aaca811168 152 System.RuntimeType+RuntimeTypeCache
...[생략]...
000001AAC55017F8 WeakLong 000001aac8409b68 64 Interop+Advapi32+EtwEnableCallback
000001AAC5501318 Strong 000001aaca812fe8 144 System.Object[]
000001AAC5501320 Strong 000001aaca808320 72 System.Threading.Thread
000001AAC5501328 Strong 000001aaca811ac0 32 System.Object[]
000001AAC5501330 Strong 000001aaca806d20 72 System.Threading.Thread
000001AAC5501338 Strong 000001aaca8067c8 72 System.Threading.Thread
000001AAC5501340 Strong 000001aaca808020 144 System.Object[]
000001AAC5501348 Strong 000001aaca806020 72 System.Threading.Thread
000001AAC5501350 Strong 000001aac5c08400 2072 System.Object[]
000001AAC5501358 Strong 000001aac840df80 32 System.Object[]
000001AAC5501360 Strong 000001aac5c04428 16344 System.Object[]
000001AAC5501368 Strong 000001aac8412fe8 144 System.Object[]
000001AAC5501370 Strong 000001aac840ea90 72 System.Threading.Thread
...[생략]...
000001AAC55015F0 Pinned 000001aaca812988 25 System.Byte[]
000001AAC55015F8 Pinned 000001aac8400200 24 System.Object
000001AAC5501BF0 Dependent 000001aaca8121d0 456 0000000000000000 System.Buffers.TlsOverPerCoreLockedStacksArrayPool`1+ThreadLocalArray[[System.Byte, System.Private.CoreLib]][]
000001AAC5501BF8 Dependent 000001aac840bb48 456 0000000000000000 System.Buffers.TlsOverPerCoreLockedStacksArrayPool`1+ThreadLocalArray[[System.Char, System.Private.CoreLib]][]
000001AAC5501DF0 AsyncPinned 000001aaca812aa0 72 System.Threading.OverlappedData
000001AAC5501DF8 AsyncPinned 000001aaca811d50 72 System.Threading.OverlappedData
Statistics:
MT Count TotalSize Class Name
00007ffcba5793b8 1 24 System.Object
...[생략]...
00007ffcba69aa68 14 36792 System.Object[]
Total 60 objects
Handles:
Strong Handles: 27
Pinned Handles: 2
Async Pinned Handles: 2
Weak Long Handles: 12
Weak Short Handles: 15
Dependent Handles: 2
... GCHandle type. Only 4 types are exposed this way: Normal, Pinned, Weak and WeakTrackResurrection
...
Weak and WeakTrackResurrection types are internally called short and long weak handles
보는 바와 같이 Strong 타입의 유형으로 000001AAC5501358 위치에 System.Object[] 인스턴스로 000001aac840df80 값을 담고 있습니다. 따라서 (만약 gcroot 명령어가 없었다고 해도) 모든 GC Handle Table의 Strong 유형에 해당하는 값을 대상으로 다음과 같은 식으로 조사하다 보면 운이 좋게 우리가 찾고 있는 개체를 참조하고 있는 항목을 발견할 수 있습니다.
0:014> dq 000001AAC5501358 L1
000001aa`c5501358 000001aa`c840df80
0:014> !DumpArray /d 000001aa`c840df80
Name: System.Object[]
MethodTable: 00007ffcba69aa68
EEClass: 00007ffcba69a9d0
Size: 32(0x20) bytes
Array: Rank 1, Number of elements 1, Type CLASS
Element Methodtable: 00007ffcba5793b8
[0] 000001aac840df68
0:014> !do 000001aac840df68
Name: ConsoleApp1.Program
MethodTable: 00007ffcba7feff8
EEClass: 00007ffcba7dfd98
Tracked Type: false
Size: 24(0x18) bytes
File: C:\temp\ConsoleApp1\bin\Debug\net7.0\ConsoleApp1.dll
Fields:
None
여기서 또 재미있는 것은, GC Handle Table의 위치입니다. !gchandles의 결과로 출력되는 항목 중 가장 첫 번째와 마지막의 주솟값은,
0:014> !gchandles
Handle Type Object Size Data Type
000001AAC5501178 WeakShort 000001aaca811860 40 System.Buffers.TlsOverPerCoreLockedStacksArrayPool`1[[System.Byte, System.Private.CoreLib]]
...[생략]...
000001AAC5501DF8 AsyncPinned 000001aaca811d50 72 System.Threading.OverlappedData
000001AAC5501178 ~ 000001AAC5501DF8 범위인데, 이 영역은 GC Heap의 어떤 정보에도 속하지 않습니다.
0:014> !eeheap
Loader Heap:
----------------------------------------
System Domain: 7ffd1a585f70
LowFrequencyHeap: 7ffcbaa10000(10000:a000) ...[생략]... 7ffcba570000(3000:1000) Size: 0x10a000 (1089536) bytes total, 0x3000 (12288) bytes wasted.
HighFrequencyHeap: 7ffcbaa20000(10000:f000) ...[생략]... (1265664) bytes total, 0x3000 (12288) bytes wasted.
StubHeap: 7ffcba57d000(3000:1000) Size: 0x1000 (4096) bytes total.
IndirectionCellHeap: 7ffcba580000(6000:1000) Size: 0x1000 (4096) bytes total.
LookupHeap: 7ffcba58f000(4000:1000) Size: 0x1000 (4096) bytes total.
ResolveHeap: 7ffcba5c4000(57000:1000) Size: 0x1000 (4096) bytes total.
DispatchHeap: 7ffcba593000(31000:1000) Size: 0x1000 (4096) bytes total.
CacheEntryHeap: 7ffcba586000(9000:1000) Size: 0x1000 (4096) bytes total.
Total size: Size: 0x245000 (2379776) bytes total, 0x6000 (24576) bytes wasted.
----------------------------------------
Domain 1: 01aac3a8d640
No unique loader heaps found.
----------------------------------------
JIT Manager: 01aac3a8fcd0
LoaderCodeHeap: 7ffcba730000(80000:a000) Size: 0xa000 (40960) bytes total.
Total size: Size: 0xa000 (40960) bytes total.
----------------------------------------
========================================
Number of GC Heaps: 1
----------------------------------------
Small object heap
segment begin allocated committed allocated size committed size
generation 0:
01ead984f950 01aaca800020 01aaca814fe8 01aaca821000 0x14fc8 (85960) 0x21000 (135168)
generation 1:
01ead984f1c0 01aac7c00020 01aac7c00020 01aac7c11000 0x11000 (69632)
generation 2:
01ead984f320 01aac8400020 01aac84132e0 01aac8421000 0x132c0 (78528) 0x21000 (135168)
Large object heap
segment begin allocated committed allocated size committed size
01ead984f3d0 01aac8800020 01aac8800020 01aac8801000 0x1000 (4096)
Pinned object heap
segment begin allocated committed allocated size committed size
01ead984ec40 01aac5c00020 01aac5c08c18 01aac5c11000 0x8bf8 (35832) 0x11000 (69632)
------------------------------
GC Allocated Heap Size: Size: 0x30e80 (200320) bytes.
GC Committed Heap Size: Size: 0x65000 (413696) bytes.
Total bytes consumed by CLR: 0x2b4000 (2834432)
출력 결과에 따라 짐작해 보면, 가장 앞서 있는 "Pinned object heap" 영역이 01aac5c00020이라고 나오므로 (GC Handle의 범위인) 000001AAC5501178 ~ 000001AAC5501DF8은 그것보다 앞선 영역에 특별하게 할당돼 있는 것입니다.
암튼, GC도 참... 어지간히 꽤나 많은 일을 하는 것 같습니다. ^^
마지막으로, 위의 경우에는 운이 좋았는지 DumpClass의 결과에 ThreadStatic 변수의 내용이 함께 출력되었지만, 이게 언제나 가능한 것은 아닙니다. 일례로, 예제를 다음과 같은 식으로 바꿨더니,
namespace ConsoleApp1;
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MyClass.Obj = new Program();
MyClass.N1 = 1;
MyClass.N2 = 2;
MyClass.N3 = 3;
MyClass.N4 = 4;
MyClass.N5 = 5;
MyClass.N6 = 6;
MyClass.N7 = 7;
Console.ReadLine();
}
}
class MyClass
{
[ThreadStatic]
public static Program? Obj;
[ThreadStatic]
public static int N1;
[ThreadStatic]
public static long N2;
[ThreadStatic]
public static int N3;
[ThreadStatic]
public static int N4;
[ThreadStatic]
public static int N5;
[ThreadStatic]
public static int N6;
[ThreadStatic]
public static int N7;
}
아래와 같은 식으로 windbg가 출력을 했습니다.
0:015> !DumpClass /d 00007ffcba94edd8
Class Name: ConsoleApp1.MyClass
mdToken: 0000000002000007
File: C:\temp\ConsoleApp1\bin\Debug\net7.0\ConsoleApp1.dll
Parent Class: 00007ffcba580e98
Module: 00007ffcba80cf48
Method Table: 00007ffcba976b28
Vtable Slots: 4
Total Method Slots: 5
Class Attributes: 100000
NumInstanceFields: 0
NumStaticFields: 8
NumThreadStaticFields: 8
MT Field Offset Type VT Attr Value Name
00007ffcba80ef98 4000004 0 ConsoleApp1.Program 0 TLstatic Obj
>> Thread:Value <<
00007ffcba6ae8d0 4000005 28 System.Int32 1 TLstatic N1
>> Thread:Value <<
00007ffcba6f2058 4000006 20 System.Int64 1 TLstatic N2
>> Thread:Value <<
00007ffcba6ae8d0 4000007 2c System.Int32 1 TLstatic N3
>> Thread:Value <<
00007ffcba6ae8d0 4000008 30 System.Int32 1 TLstatic N4
>> Thread:Value <<
00007ffcba6ae8d0 4000009 34 System.Int32 1 TLstatic N5
>> Thread:Value <<
00007ffcba6ae8d0 400000a 38 System.Int32 1 TLstatic N6
>> Thread:Value <<
00007ffcba6ae8d0 400000b 3c System.Int32 1 TLstatic N7
>> Thread:Value <<
보다시피 ">> Thread:Value <<" 문자열만 출력될 뿐 실제 값은 나오지 않고 있는 것입니다. 이와 관련해 검색해 보면,
Inspecting thread static value for generic class failed in SOS
; https://github.com/dotnet/diagnostics/issues/818
제네릭 유형인 경우에도 값이 안 나온다는 정도의 이슈만 나옵니다. 뭔가, ThreadStatic 값을 가져오는 코드가 그다지 매끄럽게 작성된 것은 아닌 듯합니다.
따라서, 아마도 실제 응용 프로그램의 덤프에서 ThreadStatic 값을 확인할 수 있는 경우는 쉽지 않을 것입니다. 그래도 값 형식이 아닌, 참조 형식인 경우라면 그나마 Handle Table을 뒤져 보거나, gcroot를 이용해 유추할 수 있는 정도로 유추는 할 수 있습니다.
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