多執行緒開發時執行緒區域性變數的使用

一、概述

現在多核時代多執行緒開發越來越重要了，多執行緒相比於多程序有諸多優勢（當然也有諸多劣勢）。在早期c的庫中，有許多函式是執行緒不安全的，因為內部用到了靜態變數，比如：char *strtok(char *s, const char *delim); 該函式內部就有乙個靜態指標，如果多個執行緒同時呼叫此函式時，可能就會出現奇怪的結果，當然也不是我們所想要的，現在linux對此函式功能有乙個執行緒安全版本的介面：char *strtok_r(char *s, const char *delim, char **ptrptr)，這就避免了多個執行緒同時訪問的衝突問題。其實，如果保持 strtok()/2 介面不變，同時還要保證執行緒安全，還有乙個解決辦法，那就是採用執行緒區域性變數。

使用執行緒區域性變數有兩種使用方式，乙個稍微麻煩些，乙個比較簡單，下面一一做個介紹（以linux為例）

二、執行緒區域性變數的使用

比較麻煩些的使用方法用到的函式主要有三個：pthread_once(pthread_once_t*, void (*init_routine)(void)), pthread_key_create()/2, pthread_setspecific()/2, pthread_getspecific()/1，其中 pthread_once 可以保證在整個程序空間init_routine函式僅被呼叫一次（它解決了多執行緒環境中使得互斥量和初始化**都僅被初始化一次的問題）；pthread_key_create 的引數之一指乙個析構函式指標，當某個執行緒終止時該析構函式將被呼叫，並用對於乙個程序內的給定鍵，該函式只能被呼叫一次；pthread_sespecific 和 pthread_getspecific 用來存放和獲取與乙個鍵關聯的值。例子如下：

pthread_key_t key;
pthread_once_t once = pthread_once_init;
static void destructor(void *ptr)
void init_once(void)
static void *get_buf(void)
return (ptr);
}static void *thread_fn(void *arg)
void test(void)
for (i = 0; i < n; i++) 
}

另外，還有乙個更加簡單使用執行緒區域性變數的方法：__thread 修飾符, (在win32平台下需要用: __declspec(thread) 修飾符，win32的東東總得要多寫幾筆，呵呵)，於是上述**可以修改如下：

static void *get_buf(void)
static void *thread_fn(void *arg)
void test(void)
for (i = 0; i < n; i++) 
}

看到沒有，這段**比前面乙個簡單許多，但卻有乙個問題，它存在記憶體洩露問題，因為當執行緒退出時各個執行緒分配的動態記憶體(ptr = malloc(1024)) 並沒有被釋放。

三、用acl執行緒介面操作執行緒區域性變數

為了解決上述問題，acl庫中實現了執行緒區域性變數的簡單釋放功能：acl_pthread_atexit_add(void *arg, void (*free_callback)(void*))，修改上述**如下：

static void free_fn(void *ptr)
static void *get_buf(void)
static void *thread_fn(void *arg)
void test(void)
for (i = 0; i < n; i++) 
}

ok, 一切問題得到解決。細心的讀者會發現 pthread_create, pthread_join 前面都加了字首: acl_, 這是因為 acl庫對執行緒庫進行了封裝，以適應不同平台下(unix、win32)下的使用，這個例子是跨平台的，win32下同樣可用。

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