線程局部變量使用與多線程開(kāi)發(fā)的示例分析

這篇文章主要為大家展示了“線程局部變量使用與多線程開(kāi)發(fā)的示例分析”，內(nèi)容簡(jiǎn)而易懂，條理清晰，希望能夠幫助大家解決疑惑，下面讓小編帶領(lǐng)大家一起研究并學(xué)習(xí)一下“線程局部變量使用與多線程開(kāi)發(fā)的示例分析”這篇文章吧。

一、概述

現(xiàn)在多核時(shí)代多線程開(kāi)發(fā)越來(lái)越重要了，多線程相比于多進(jìn)程有諸多優(yōu)勢(shì)（當(dāng)然也有諸多劣勢(shì)）。在早期C的庫(kù)中，有許多函數(shù)是線程不安全的，因?yàn)閮?nèi)部用到了靜態(tài)變量，比如：char *strtok(char *s, const char *delim); 該函數(shù)內(nèi)部就有一個(gè)靜態(tài)指針，如果多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用此函數(shù)時(shí)，可能就會(huì)出現(xiàn)奇怪的結(jié)果，當(dāng)然也不是我們所想要的，現(xiàn)在LINUX對(duì)此函數(shù)功能有一個(gè)線程安全版本的接口：char *strtok_r(char *s, const char *delim, char **ptrptr)，這就避免了多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)的沖突問(wèn)題。其實(shí)，如果保持 strtok()/2 接口不變，同時(shí)還要保證線程安全，還有一個(gè)解決辦法，那就是采用線程局部變量。

使用線程局部變量有兩種使用方式，一個(gè)稍微麻煩些，一個(gè)比較簡(jiǎn)單，下面一一做個(gè)介紹（以LINUX為例）

二、線程局部變量的使用

比較麻煩些的使用方法用到的函數(shù)主要有三個(gè)：pthread_once(pthread_once_t*, void (*init_routine)(void)), pthread_key_create()/2, pthread_setspecific()/2, pthread_getspecific()/1，其中 pthread_once 可以保證在整個(gè)進(jìn)程空間init_routine函數(shù)僅被調(diào)用一次（它解決了多線程環(huán)境中使得互斥量和初始化代碼都僅被初始化一次的問(wèn)題）；pthread_key_create 的參數(shù)之一指一個(gè)析構(gòu)函數(shù)指針，當(dāng)某個(gè)線程終止時(shí)該析構(gòu)函數(shù)將被調(diào)用，并用對(duì)于一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的給定鍵，該函數(shù)只能被調(diào)用一次；pthread_sespecific 和 pthread_getspecific 用來(lái)存放和獲取與一個(gè)鍵關(guān)聯(lián)的值。例子如下：

pthread_key_t key;  pthread_once_t once = PTHREAD_ONCE_INIT;   static void destructor(void *ptr)  {  free(ptr);  }   void init_once(void)  {  pthread_key_create(&key, destructor);  }   static void *get_buf(void)  {  pthread_once(&once, init_once);   if ((ptr = pthread_getspecific(key)) == NULL) {  ptr = malloc(1024);  pthread_setspecific(key, ptr);  }  return (ptr);  }   static void *thread_fn(void *arg)  {  char *ptr = (char*) get_buf();   sprintf(ptr, "hello world");  printf(">>%s\n", ptr);  return (NULL);  }   void test(void)  {  int   i, n = 10;  pthread_t tids[10];   for (i = 0; i < n; i++) {  pthread_create(&tids[i], NULL, thread_fn, NULL);  }   for (i = 0; i < n; i++) {  pthread_join(&tids[i], NULL);  }  }

另外，還有一個(gè)更加簡(jiǎn)單使用線程局部變量的方法：__thread 修飾符, (在WIN32平臺(tái)下需要用: __declspec(thread) 修飾符，WIN32的東東總得要多寫幾筆，呵呵)，于是上述代碼可以修改如下：

static void *get_buf(void)  {  static __thread void *ptr = malloc(1024);  return (ptr);  }   static void *thread_fn(void *arg)  {  char *ptr = (char*) get_buf();   sprintf(ptr, "hello world");  printf(">>%s\n", ptr);  return (NULL);  }   void test(void)  {  int   i, n = 10;  pthread_t tids[10];   for (i = 0; i < n; i++) {  pthread_create(&tids[i], NULL, thread_fn, NULL);  }   for (i = 0; i < n; i++) {  pthread_join(&tids[i], NULL);  }  }

看到?jīng)]有，這段代碼比前面一個(gè)簡(jiǎn)單許多，但卻有一個(gè)問(wèn)題，它存在內(nèi)存泄露問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)線程退出時(shí)各個(gè)線程分配的動(dòng)態(tài)內(nèi)存(ptr = malloc(1024)) 并沒(méi)有被釋放。

三、用ACL線程接口操作線程局部變量

為了解決上述問(wèn)題，ACL庫(kù)中實(shí)現(xiàn)了線程局部變量的簡(jiǎn)單釋放功能：acl_pthread_atexit_add(void *arg, void (*free_callback)(void*))，修改上述代碼如下：

static void free_fn(void *ptr)  {  free(ptr);  }   static void *get_buf(void)  {  static __thread void *ptr = malloc(1024);   acl_pthread_atexit_add(ptr, free_fn);  return (ptr);  }   static void *thread_fn(void *arg)  {  char *ptr = (char*) get_buf();   sprintf(ptr, "hello world");  printf(">>%s\n", ptr);  return (NULL);  }   void test(void)  {  int   i, n = 10;  pthread_t tids[10];   for (i = 0; i < n; i++) {  acl_pthread_create(&tids[i], NULL, thread_fn, NULL);  }   for (i = 0; i < n; i++) {  acl_pthread_join(&tids[i], NULL);  }  }

ok, 一切問(wèn)題得到解決。細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn) pthread_create, pthread_join 前面都加了前綴: acl_, 這是因?yàn)?ACL庫(kù)對(duì)線程庫(kù)進(jìn)行了封裝，以適應(yīng)不同平臺(tái)下(UNIX、WIN32)下的使用，這個(gè)例子是跨平臺(tái)的，WIN32下同樣可用。

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