线程的私有数据(TSD)

  • 2022-07-15 23:38:40

我们知道 一个进程内的所有线程继承其数据与环境变量,共享数据空间,但是有时候我们需要有的线程拥有独属于其自己的数据变量,让其只在某个线程内有效,比如最常见的errno,每个线程出错的原因大不相同。 这个时候就需要创建线程的私有数据(TSD)了

线程的私有数据可以被其他函数访问,但拒绝被其他线程屏蔽
TSD采用了一键多值的技术,即一个键对应多个不同的值,每个线程访问数据时通过访问该键来得到对应的数据,在不同的线程中它对应了不同的值

其实系统为每个进程维护了一个称之为Key结构的结构数组,如下图所示:
线程的私有数据(TSD)
(这里不介绍析构函数,图片来源网络)
如图,这个pthread_key_t(其实是unsigned int)类型的key,在进程中创建,一般为0~127

在上图中Key 结构的“标志”指示这个数据元素是否正在使用。在刚开始时所有的标志初始化为“不在使用”。当一个线程调用pthread_key_create创建一个新的线程特定数据元素时,系统会搜索Key结构数组,找出第一个“不在使用”的元素。并把该元素的索引(0~127)称为“键”。 返回给调用线程的正是这个索引

key一旦被创建,所有线程都可以访问它,但各线程可以根据自己的需要往key中填入不同的值,这就相当于提供了一个同名而不同值的全局变量,即一键多值

例:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>

pthread_key_t key;

void *thread2( void *arg )
{
    int tsd = 5;

    printf( "thread2 %lu is running \n",pthread_self() );
    pthread_setspecific( key,&tsd );
    printf( "thread2 %lu returns %d\n",pthread_self(),*(int *)pthread_getspecific(key) );

}

void *thread1( void *arg )
{
    int tsd = 0;
    pthread_t thid2;

    printf( "thread1 %lu is running\n",pthread_self() );
    pthread_setspecific( key,&tsd );
    pthread_create( &thid2,NULL,thread2,NULL );
    sleep( 3 );
    printf( "thread1 %lu returns %d\n",pthread_self(),*(int *)pthread_getspecific(key) );
}
int main()
{
    pthread_t thid1;
    int statl;
    printf( "main thread begins running\n" );
    pthread_key_create( &key,NULL );
    pthread_create( &thid1,NULL,thread1,NULL );
    sleep(5);
    pthread_key_delete(key);
    printf( "main thread exit\n" );
    return 0;
}

运行结果为:

  1. 线程的私有数据(TSD)

注:pthread_getspecific()函数返回的是与key相关联数据的指针,它是void类型的,虽然指向关联的数据地址处,但并不知道指向的数据类型,记得强转

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