Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
디버깅 기술: 193. Windbg - ThreadStatic 필드 값을 조사하는 방법 [링크 복사], [링크+제목 복사],
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정성태 (techsharer at outlook.com)
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디버깅 기술: 112. windbg - 닷넷 메모리 덤프에서 전역 객체의 내용을 조사하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11460

디버깅 기술: 115. windbg - 닷넷 메모리 덤프에서 정적(static) 필드 값을 조사하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11487

.NET Framework: 957. C# - static 필드의 정보가 GC Heap에 저장될까요?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12387

디버깅 기술: 182. windbg - 닷넷 메모리 덤프에서 AppDomain에 걸친 정적(static) 필드 값을 조사하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13004

디버깅 기술: 193. Windbg - ThreadStatic 필드 값을 조사하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13414




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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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 4/5/2024]

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13639정성태6/8/20243383오류 유형: 906. C# MAUI - Android Emulator에서 "Waiting For Debugger"로 무한 대기
13638정성태6/8/20243537오류 유형: 905. C# MAUI - 추가한 layout XML 파일이 Resource.Layout 멤버로 나오지 않는 문제
13637정성태6/6/20243862Phone: 20. C# MAUI - 유튜브 동영상을 MediaElement로 재생하는 방법
13636정성태5/30/20243876닷넷: 2264. C# - 형식 인자로 인터페이스를 갖는 제네릭 타입으로의 형변환파일 다운로드1
13635정성태5/29/20243521Phone: 19. C# MAUI - 안드로이드 "Share" 대상으로 등록하는 방법
13634정성태5/24/20243698Phone: 18. C# MAUI - 안드로이드 플랫폼에서의 Activity 제어
13633정성태5/22/20243725스크립트: 64. 파이썬 - ASGI를 만족하는 최소한의 구현 코드
13632정성태5/20/20243832Phone: 17. C# MAUI - Android 내에 Web 서비스 호스팅
13631정성태5/19/20243707Phone: 16. C# MAUI - /Download 등의 공용 디렉터리에 접근하는 방법
13630정성태5/19/20244037닷넷: 2263. C# - Thread가 Task보다 더 빠르다는 어떤 예제(?)
13629정성태5/18/20244045개발 환경 구성: 710. Android - adb.exe를 이용한 파일 전송
13628정성태5/17/20243837개발 환경 구성: 709. Windows - WHPX(Windows Hypervisor Platform)를 이용한 Android Emulator 가속
13627정성태5/17/20243810오류 유형: 904. 파이썬 - UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode character '...' in position ...: ordinal not in range(128)
13626정성태5/15/20243855Phone: 15. C# MAUI - MediaElement Source 경로 지정 방법파일 다운로드1
13625정성태5/14/20244284닷넷: 2262. C# - Exception Filter 조건(when)을 갖는 catch 절의 IL 구조
13624정성태5/12/20244326Phone: 14. C# - MAUI에서 MediaElement 사용파일 다운로드1
13623정성태5/11/20244372닷넷: 2261. C# - 구글 OAuth의 JWT (JSON Web Tokens) 해석파일 다운로드1
13622정성태5/10/20244523닷넷: 2260. C# - Google 로그인 연동 (ASP.NET 예제)파일 다운로드1
13621정성태5/10/20244185오류 유형: 903. IISExpress - Failed to register URL "..." for site "..." application "/". Error description: Cannot create a file when that file already exists. (0x800700b7)
13620정성태5/9/20244259VS.NET IDE: 190. Visual Studio가 node.exe를 경유해 Edge.exe를 띄우는 경우
13619정성태5/7/20244427닷넷: 2259. C# - decimal 저장소의 비트 구조파일 다운로드1
13618정성태5/6/20244428닷넷: 2258. C# - double (배정도 실수) 저장소의 비트 구조파일 다운로드1
13617정성태5/5/20244487닷넷: 2257. C# - float (단정도 실수) 저장소의 비트 구조파일 다운로드1
13616정성태5/3/20244417닷넷: 2256. ASP.NET Core 웹 사이트의 HTTP/HTTPS + Dual mode Socket (IPv4/IPv6) 지원 방법파일 다운로드1
13615정성태5/3/20244402닷넷: 2255. C# 배열을 Numpy ndarray 배열과 상호 변환
13614정성태5/2/20244273닷넷: 2254. C# - COM 인터페이스의 상속 시 중복으로 메서드를 선언
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