Werkzeug 作為一個 WSGI 工具庫，由於一些方面的考慮，並沒有直接使用python內建的ThreadLocal類，而是自己實作了一系列Local類。包括簡單的Local，以及在此基礎上實現的LocalStack，LocalManager 和 LocalProxy。接下來我們一起來看看這些類別的使用方式，設計的初衷，以及具體的實作技巧。
Local 類的設計
Werkzeug 的設計者認為python自帶的ThreadLocal並不能滿足需求，主要因為下面兩個原因：
Werkzeug 主要用「ThreadLocal」來滿足並發的要求，python 附帶的Threadthal能實現基於線程的並發。而python還有其他許多並發方式，例如常見的協程(greenlet)，因此需要實作一種能夠支援協程的Local物件。
WSGI不保證每次都會產生一個新的線程來處理請求，也就是說線程是可以復用的(可以維護一個線程池來處理請求)。這樣如果werkzeug 使用python自帶的ThreadLocal，一個「不乾淨(存有之前處理過的請求的相關資料)」的線程會被用來處理新的請求。
為了解決這兩個問題，werkzeug 中實作了Local類別。 Local物件可以做到執行緒和協程之間資料的隔離，此外，還要支援清理某個執行緒或協程下的資料(這樣就可以在處理一個請求之後，清理對應的數據，然後等待下一個請求的到來)。
具體怎麼實現的呢，思想其實特別簡單，我們在深入理解Python中的ThreadLocal變數(上)一文的最後有提起過，就是創建一個全局字典，然後將線程(或者協程)標識符作為key ，對應線程(或協程)的局部資料作為value。這裡 werkzeug 就是按照上面思路進行實現，不過利用了python的一些黑魔法，最後提供給用戶一個清晰、簡單的接口。
具體實作
Local 類別的實作在 werkzeug.local 中，以 8a84b62 版本的程式碼進行分析。透過前兩篇對ThreadLocal的了解，我們已經知道了Local物件的特色與使用方法。所以這裡不再給Local物件的使用例子，我們直接看程式碼。
class Local(object):
__slots__ = ('__storage__', '__ident_func__')
def __init__(self):
object.__setattr__(self, '__storage__', {})
object.__setattr__(self, '__ident_func__', get_ident)
...由於可能有大量的Local對象，為了節省Local對象佔用的空間，這裡使用__slots__ 寫死了Local可以擁有的屬性：
__storage__： 值為一個字典，用來保存實際的數據，初始化為空;
__ident_func__：值為一個函數，用來找出目前執行緒或協程的標誌符。
由於Local物件實際的資料保存在__storage__中，所以對Local屬性的操作其實是對__storage__的操作。對於取得屬性而言，這裡用魔術方法__getattr__攔截__storage__ 和 __ident_func__以外的屬性獲取，將其導向__storage__儲存的目前執行緒或協程的資料。而對於屬性值的set或del，則分別用__setattr__和__setattr__來實現(這些魔術方法的介紹見屬性控制)。關鍵程式碼如下所示：
def __getattr__(self, name):
try:
return self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
except KeyError:
raise AttributeError(name)
def __setattr__(self, name, value):
ident = self.__ident_func__()
storage = self.__storage__
try:
storage[ident][name] = value
except KeyError:
storage[ident] = {name: value}
def __delattr__(self, name):
try:
del self.__storage__[self.__ident_func__()][name]
except KeyError:
raise AttributeError(name)假設我們有ID為1，2， ... ， N 的N個線程或協程，每個都用Local物件保存有自己的一些局部數據，那麼Local物件的內容如下圖所示：
此外，Local類別還提供了__release_local__方法，用來釋放當前線程或協程保存的資料。
Local 擴充介面
Werkzeug 在 Local 的基礎上實作了 LocalStack 和 LocalManager，用來提供更友善的介面支援。
LocalStack
LocalStack通過封裝Local從而實現了一個線程(或者協程)獨立的棧結構，註釋裡面有具體的使用方法，一個簡單的使用例子如下
ls = LocalStack()
ls.push(12)
print ls.top # 12
print ls._local.__storage__
# {140735190843392: {'stack': [12]}}LocalStack 的實現比較有意思，它將一個Local物件作為自己的屬性_local，然後定義介面push, pop 和top 方法進行對應的堆疊操作。這裡用 _local.__storage__._local.__ident_func__() 這個list來模擬堆疊結構。在介面push, pop和top中，透過操作這個list來模擬堆疊的操作，需要注意的是在介面函數內部取得這個list時，不用像上面黑體那麼複雜，可以直接用_local的getattr()方法即可。以 push 函數為例，實作如下：
def push(self, obj):
"""Pushes a new item to the stack"""
rv = getattr(self._local, 'stack', None)
if rv is None:
self._local.stack = rv = []
rv.append(obj)
return rvpop 和 top 的實作和一般堆疊類似，都是對 stack = getattr(self._local, 'stack', None) 這個列表進行對應的操作。此外，LocalStack還允許我們自訂__ident_func__，這裡用內建函數property 產生了描述器，封裝了__ident_func__的get和set操作，提供了一個屬性值__ident_func__作為接口，具體代碼如下：
def _get__ident_func__(self):
return self._local.__ident_func__
def _set__ident_func__(self, value):
object.__setattr__(self._local, '__ident_func__', value)
__ident_func__ = property(_get__ident_func__, _set__ident_func__)
del _get__ident_func__, _set__ident_func__LocalManager
Local 和LocalStack 都是線程或協程獨立的單一對象，很多時候我們需要一個線程或協程獨立的容器，來組織多個Local或LocalStack對象(就像我們用一個list來組織多個int或string類型一樣)。
Werkzeug实现了LocalManager，它通过一个list类型的属性locals来存储所管理的Local或者LocalStack对象，还提供cleanup方法来释放所有的Local对象。Werkzeug中LocalManager最主要的接口就是装饰器方法make_middleware，代码如下：
def make_middleware(self, app):
"""Wrap a WSGI application so that cleaning up happens after
request end.
"""
def application(environ, start_response):
return ClosingIterator(app(environ, start_response), self.cleanup)
return application这个装饰器注册了回调函数cleanup，当一个线程(或者协程)处理完请求之后，就会调用cleanup清理它所管理的Local或者LocalStack 对象(ClosingIterator 的实现在 werkzeug.wsgi中)。下面是一个使用 LocalManager 的简单例子：
from werkzeug.local import Local, LocalManager
local = Local()
local_2 = Local()
local_manager = LocalManager([local, local2])
def application(environ, start_response):
local.request = request = Request(environ)
...
# application 处理完毕后，会自动清理local_manager 的内容通过LocalManager的make_middleware我们可以在某个线程(协程)处理完一个请求后，清空所有的Local或者LocalStack对象，这样这个线程又可以处理另一个请求了。至此，文章开始时提到的第二个问题就可以解决了。Werkzeug.local 里面还实现了一个 LocalProxy 用来作为Local对象的代理，也非常值得去学习。
