线程局部存储区(TLS)-之我见

最新推荐文章于 2023-12-09 09:35:51 发布

fjaygrfjaygr

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分类专栏： Windows 文章标签：存储数据结构多线程 windows

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本文深入探讨了Windows系统中线程局部存储(TLS)的工作机制，包括其核心的数据结构——全局索引数组和线程指针数组，以及TLS的主要函数TlsAlloc、TlsSetValue、TlsGetValue和TlsFree的功能。通过实例，如strtok()多线程版本和GetLastError()，展示了TLS在解决多线程数据隔离问题中的应用。

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(1)TLS的机制原理

主要的数据结构就是两个，一个就是进程范围的全局索引数组，再一个就是线程范围的指针数组。这两个数组的大小是一样的，ms保证这两个数组的大小至少为TLS_MINIMUM_AVAILABLE。全局索引数组只是用来保存索引，也就是整型数据，指针数组只是用来保存指针。当某个进程的某个线程需要使用TLS时，就从全局索引数组申请一个索引号，这个索引号在被释放之前就不能被其他线程申请到了。这个索引号一般来都是用进程级别的全局变量来保存的，所以这个索引号对进程中的所有线程都是可见的，可访问的。只要某一个线程申请到了索引号i，那么进程内的所有线程的指针数组的相应位置i就被标记为占用。好了，现在进程中的每个线程就可以使用这个索引号i来向线程的指针数组的第i个位置传递各自所需的数据(实际上是数据指针，这个指针一般指向线程栈而不是全局堆)了，数据传递完毕后，线程就可以用这个索引号i来访问到自己之前设定的数据。也就是说，现在，进程中的所有线程都使用相同的索引号i来访问TLS数据，但却访问的并不是相同的数据，而是各个线程自己设定的数据。

(2)函数调用

DWORD TlsAlloc() 从全局索引数组申请一个索引号。

BOOL TlsSetValue(DWORD Index,PVOID pValue) 向指针数组索引号为Index的位置传入数据指针。

PVOID TlsGetValue(DWORD Index) 获取指针数组索引号为Index的位置的数据指针，然后把返回值解指针*就可以。

VOID TlsFree(DWORD Index)); 向全局索引数组返还索引号，即把Index标记为未使用。

(3)实例

常见的 strtok() 多线程版本，就是使用了TLS，以及windows 函数 GetLastError()也是如此。