APUE学习笔记(18)-线程私有数据

By:             潘云登

Date:          2009-8-24

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写在前面

1.          本文内容对应《UNIX环境高级编程》(第2版)》第12章。

2.          总结了线程私有数据的使用方法。

3.          希望本文对您有所帮助，也欢迎您给我提意见和建议。

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线程私有数据

线程私有数据是存储和查询与某个线程相关的数据的一种机制。每个线程可以独立地访问数据副本，而不需要担心与其它线程的同步访问问题。它提供了让基于进程的接口适应多线程环境的机制，如errno。

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键

在分配线程私有数据之前，需要创建与该数据关联的键。这个键将用于获取对线程私有数据的访问权。使用pthread_key_create创建一个键。创建的键存放在keyp指向的内存单元，这个键可以被进程中的所有线程使用，但每个线程把这个键与不同的线程私有数据地址进行关联。通常，键可以是所有线程共享的一个全局变量，而与键关联的数据则可能是每个线程拥有各自副本的同名局部变量。创建新键时，每个线程的数据地址设为null值。

         除了创建键以外，pthread_key_create可以选择为该键关联析构函数，当线程退出时，如果数据地址已经被置为非null数值，那么析构函数就会被调用，它唯一的参数就是数据地址。当线程调用pthread_exit或者线程执行返回，正常退出时，析构函数就会被调用，但如果线程调用了exit、_exit、_Exit、about或出现其它非正常的退出时，就不会调用析构函数。

     对所有线程，都可以调用pthread_key_delete来取消键与私有数据值之间的关联关系，但并不会激活与键关联的析构函数。

#include <pthread.h> int pthread_key_create(pthread_key_t *keyp, void (*destructor)(void *)); int pthread_key_delete(pthread_key_t *key);                                         Both return: 0 if OK, error number on failure

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pthread_once

 

 

为了防止多个线程都创建键而产生的竞争条件，可以使用pthread_once函数。其中，initflag必须是一个非本地变量（即全局变量或静态变量），而且必须初始化为PTHREAD_ONCE_INIT。如果每个线程都调用pthread_once，系统就能保证初始化例程initfn只被调用一次，即在系统首次调用pthread_once时。

#include <pthread.h> pthread_once_t initflag = PTHREAD_ONCE_INIT; int pthread_once(pthread_once_t *initflag, void (*initfn)(void)); Returns: 0 if OK, error number on failure

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关联数据

键一旦创建，就可以通过调用pthread_setspecific函数把键和线程私有数据关联起来。可以通过pthread_getspecific函数获得线程私有数据的地址。

#include <pthread.h> void *pthread_getspecific(pthread_key_t key); Returns: thread-specific data value or NULL if no value has been associated with the key int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value); Returns: 0 if OK, error number on failure

         范例程序如下：

#include <limits.h> #include <string.h> #include <pthread.h> #include <stdlib.h>   static pthread_key_t key; static pthread_once_t init_done = PTHREAD_ONCE_INIT; pthread_mutex_t env_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;   extern char **environ;   static void thread_init(void) {     pthread_key_create(&key, free); }   char * getenv(const char *name) {     int     i, len;     char    *envbuf;       pthread_once(&init_done, thread_init);     pthread_mutex_lock(&env_mutex);     envbuf = (char *)pthread_getspecific(key);     if (envbuf == NULL) {         envbuf = malloc(ARG_MAX);         if (envbuf == NULL) {             pthread_mutex_unlock(&env_mutex);             return(NULL);         }         pthread_setspecific(key, envbuf);     }     len = strlen(name);     for (i = 0; environ[i] != NULL; i++) {         if ((strncmp(name, environ[i], len) == 0) &&           (environ[i][len] == '=')) {             strcpy(envbuf, &environ[i][len+1]);             pthread_mutex_unlock(&env_mutex);             return(envbuf);         }     }     pthread_mutex_unlock(&env_mutex);     return(NULL); }