TLS2之pthread_key_create

http://blog.youkuaiyun.com/Kaiwii/article/details/8461277

pthread_key_t和pthread_key_create()详解

下面说一下线程中特有的线程存储， Thread Specific Data 。线程存储有什么用了？他是什么意思了？大家都知道，在多线程程序中，所有线程共享程序中的变量。现在有一全局变量，所有线程都可以使用它，改变它的值。而如果每个线程希望能单独拥有它，那么就需要使用线程存储了。表面上看起来这是一个全局变量，所有线程都可以使用它，而它的值在每一个线程中又是单独存储的。这就是线程存储的意义。

下面说一下线程存储的具体用法。

1. 创建一个类型为 pthread_key_t 类型的变量。

2. 调用 pthread_key_create() 来创建该变量。该函数有两个参数，第一个参数就是上面声明的 pthread_key_t 变量，第二个参数是一个清理函数，用来在线程释放该线程存储的时候被调用。该函数指针可以设成 NULL ，这样系统将调用默认的清理函数。

3. 当线程中需要存储特殊值的时候，可以调用 pthread_setspcific() 。该函数有两个参数，第一个为前面声明的 pthread_key_t 变量，第二个为 void* 变量，这样你可以存储任何类型的值。

4. 如果需要取出所存储的值，调用 pthread_getspecific() 。该函数的参数为前面提到的 pthread_key_t 变量，该函数返回 void * 类型的值。

下面是前面提到的函数的原型：

int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value);

void *pthread_getspecific(pthread_key_t key);

int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void (*destructor)(void*));

下面是一个如何使用线程存储的例子：

[cpp]  view plain copy

1. #include <malloc.h>
3. #include <pthread.h>
5. #include <stdio.h>
7. /* The key used to associate a log file pointer with each thread. */
9. static pthread_key_t thread_log_key;
11. /* Write MESSAGE to the log file for the current thread. */
13. void write_to_thread_log (const char* message)
15. {
16. FILE* thread_log = (FILE*) pthread_getspecific (thread_log_key);
18. fprintf (thread_log, “%s\n”, message);
19. }
21. /* Close the log file pointer THREAD_LOG. */
23. void close_thread_log (void* thread_log)
25. {
26. fclose ((FILE*) thread_log);
27. }
29. void* thread_function (void* args)
31. {
32. char thread_log_filename[20];
34. FILE* thread_log;
36. /* Generate the filename for this thread’s log file. */
38. sprintf (thread_log_filename, “thread%d.log”, (int) pthread_self ());
40. /* Open the log file. */
42. thread_log = fopen (thread_log_filename, “w”);
44. /* Store the file pointer in thread-specific data under thread_log_key. */
46. pthread_setspecific (thread_log_key, thread_log);
48. write_to_thread_log (“Thread starting.”);
50. /* Do work here... */
52. return NULL;
53. }
55. int main ()
57. {
59. int i;
61. pthread_t threads[5];
63. /* Create a key to associate thread log file pointers in
65. thread-specific data. Use close_thread_log to clean up the file
67. pointers. */
69. pthread_key_create (&thread_log_key, close_thread_log);
71. /* Create threads to do the work. */
73. for (i = 0; i < 5; ++i)
75. pthread_create (&(threads[i]), NULL, thread_function, NULL);
77. /* Wait for all threads to finish. */
79. for (i = 0; i < 5; ++i)
81. pthread_join (threads[i], NULL);
83. return 0;
85. }

[cpp]  view plain  copy

1. #include <malloc.h>  
2.   
3. #include <pthread.h>  
4.   
5. #include <stdio.h>  
6.   
7. /* The key used to associate a log file pointer with each thread. */  
8.   
9. static pthread_key_t thread_log_key;  
10.   
11. /* Write MESSAGE to the log file for the current thread. */  
12.   
13. void write_to_thread_log (const char* message)  
14.   
15. {  
16.     FILE* thread_log = (FILE*) pthread_getspecific (thread_log_key);  
17.   
18.     fprintf (thread_log, “%s\n”, message);  
19. }  
20.   
21. /* Close the log file pointer THREAD_LOG. */  
22.   
23. void close_thread_log (void* thread_log)  
24.   
25. {  
26.     fclose ((FILE*) thread_log);      
27. }  
28.   
29. void* thread_function (void* args)  
30.   
31. {  
32.     char thread_log_filename[20];  
33.   
34.     FILE* thread_log;  
35.   
36.     /* Generate the filename for this thread’s log file. */  
37.   
38.     sprintf (thread_log_filename, “thread%d.log”, (int) pthread_self ());  
39.   
40.     /* Open the log file. */  
41.   
42.     thread_log = fopen (thread_log_filename, “w”);  
43.   
44.     /* Store the file pointer in thread-specific data under thread_log_key. */  
45.   
46.     pthread_setspecific (thread_log_key, thread_log);  
47.   
48.     write_to_thread_log (“Thread starting.”);  
49.   
50.     /* Do work here... */  
51.   
52.     return NULL;  
53. }  
54.   
55. int main ()  
56.   
57. {  
58.   
59.     int i;  
60.   
61.     pthread_t threads[5];  
62.   
63.     /* Create a key to associate thread log file pointers in 
64.  
65.     thread-specific data. Use close_thread_log to clean up the file 
66.  
67.     pointers. */  
68.   
69.     pthread_key_create (&thread_log_key, close_thread_log);  
70.   
71.     /* Create threads to do the work. */  
72.   
73.     for (i = 0; i < 5; ++i)  
74.   
75.         pthread_create (&(threads[i]), NULL, thread_function, NULL);  
76.   
77.     /* Wait for all threads to finish. */  
78.   
79.     for (i = 0; i < 5; ++i)  
80.   
81.         pthread_join (threads[i], NULL);  
82.   
83.     return 0;  
84.   
85. }    

最后说一下线程的本质。

其实在Linux 中，新建的线程并不是在原先的进程中，而是系统通过一个系统调用clone() 。该系统copy 了一个和原先进程完全一样的进程，并在这个进程中执行线程函数。不过这个copy 过程和fork 不一样。copy 后的进程和原先的进程共享了所有的变量，运行环境（ clone的实现是可以指定新进程与老进程之间的共享关系，100%共享就表示创建了一个线程 ）。这样，原先进程中的变量变动在copy 后的进程中便能体现出来。