pthread_t definition

本文探讨了Chromium项目中base库的线程管理模块,特别是针对不同平台(如POSIX和Windows)下线程数据结构的定义差异进行了讨论。文章分析了pthread_t类型在不同系统中的具体实现,并指出了在代码中初始化该类型变量时可能遇到的可移植性问题。

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最近在看google的chromium的代码,觉得其基础库base中的对于与平台有关的线程的数据结构的定义与其代码中的注释部分不匹配。

 

 

 

注释明确说明 phtread_t在标准中有被定义为一个结构体的可能性,但其在实际代码中仍然出现了:

 

 

#include <pthread.h>

typedef pthread_t PlatformThreadHandle;

const PlatformThreadHandle kNullThreadHandle = 0;

 

 

显然此写法肯定不是个错误,否则chromium在posix系统上就编译不过去了。

 

为此专门search了一下pthread_t的定义,发现很真是有多种定义方法,

 

在linux的实现中pthread_t被定义为 "unsigned long int", 参见如下详细说明:

 

With LinuxThreads (the default Pthreads library on 2.4 kernel), the
pthread_t was in fact related to an index of an internal table. With
NPTL, the pthread_t holds the memory address of a structure that
describes the thread properties.

 

在Windows中pthread_t的确被定义为一个结构体:

 

 

 

从而导致如下代码不具有可移植性:

 

pthread_t tid;

.....

tid = (pthread_t)0;

 

正确的实现应该是用memset()来将其初始化为0,尽管在有的系统的实现中,将pthread_t的变量初始化为0也未必是一个正确的选择。

 

 

 

### init_once 函数的用途与实现 `init_once` 是一种常见的编程模式,用于确保某些初始化逻辑只执行一次。这种设计通常出现在多线程环境中,目的是防止多个线程重复执行相同的初始化操作,从而提高程序性能并减少资源浪费。 #### 多线程环境中的 `init_once` 在多线程应用程序中,如果某个全局变量或共享资源需要初始化,则可能有多个线程同时尝试对其进行初始化。为了避免这种情况下的竞争条件(race condition),可以使用 `init_once` 或类似的机制来同步这些操作[^1]。 以下是几种常见语言中如何实现 `init_once` 的方式: --- ### C/C++ C 和 C++ 提供了标准库支持以简化单次初始化的操作。例如,在 POSIX 系统上可以通过 `pthread_once_t` 来完成这一功能;而在 Windows 平台上则提供了 `InitOnceExecuteOnce` API。 ```c #include <stdio.h> #include <pthread.h> static pthread_once_t once_control = PTHREAD_ONCE_INIT; void initializer() { printf("Initializing...\n"); } void call_initializer() { pthread_once(&once_control, initializer); } ``` 上述代码片段展示了通过 `pthread_once()` 实现一次性调用的方法。无论多少个线程调用了 `call_initializer()` 方法,实际只会触发一次 `initializer()` 函数[^2]。 对于更现代的标准 C++ 编程而言,可以直接利用静态局部变量特性自动处理此类需求而无需额外编写锁管理代码: ```cpp std::shared_ptr<MyClass> get_instance(){ static std::shared_ptr<MyClass> instance(new MyClass()); return instance; } ``` 这里定义了一个返回 `MyClass` 单例实例的工厂函数。由于 C++11 起规定静态局部对象在其整个生命周期内仅会被构造一次,并且此过程本身是线程安全的,因此不需要显式的互斥控制语句即可满足我们的要求[^3]。 --- ### Python Python 中也可以借助模块级属性或者装饰器轻松达成相同效果。下面是一个基于类成员变量的例子: ```python class Singleton(object): _instance = None @classmethod def getInstance(cls): if cls._instance is None: print('Creating new instance') cls._instance = Singleton() else: print('Returning existing instance') return cls._instance s1 = Singleton.getInstance() s2 = Singleton.getInstance() print(s1 == s2) # Output should be True indicating same object returned both times. ``` 在这个例子当中,我们创建了一个名为 `Singleton` 的类,它拥有一个私有的 `_instance` 属性用来保存唯一的一个实例副本。每当有人请求获取这个类型的实体时,都会先检查当前是否存在有效的版本——如果没有的话就新建出来;反之直接复用已有成果[^4]. 另外还有一种更加简洁优雅的方式就是运用 functools.lru_cache : ```python from functools import lru_cache @lru_cache(maxsize=1) def initialize(): """Simulate some heavy initialization process.""" result = ... # Perform actual work here... return result value = initialize() another_value = initialize() assert id(value)==id(another_value),"Both calls must refer to identical results!" ``` 此处采用了缓存技术使得第二次以后再访问同一入口参数组合的结果集时不必重新计算而是立即给出先前存储好的答案 。 这样做不仅能够达到预期目的而且还能进一步提升效率因为避免了许多不必要的冗余运算步骤 [^5]. --- ### Go Go 不像其他一些高级语言那样内专门针对单一初始化的支持结构体/关键字等语法糖衣包裹形式的功能组件 ,但是凭借其强大的 goroutine 及 channel 特性同样很容易构建出高效可靠的解决方案 . 下面展示了一种典型的懒加载策略实现方案 : ```go package main import ( "fmt" "sync" ) type Database struct{} var db *Database var mu sync.Mutex var initialized bool func GetDBConnection() (*Database, error){ mu.Lock() defer mu.Unlock() if !initialized{ fmt.Println("First time initializing database connection...") var err error db,err=new(Database).Connect();if err!=nil{return nil,err;} initialized=true }else{ fmt.Println("Reusing already established DB link.") } return db,nil } // Assume Connect method exists within type definition elsewhere .. func (d*Database)Connect()->(*Database,error){...} ``` 上面演示的是怎样在一个假想的应用场景下按需建立数据库连接的同时又能保证在整个应用运行期间始终维持唯一的链接通道不被多次无谓地重建关闭循环往复消耗系统开销的情况发生 [^6]. 另一种更为紧凑的做法则是采用sync.Once 类型辅助完成类似任务 : ```go var o sync.Once o.Do(func(){/*do something exactly one time*/}) ``` 这种方式的好处在于内部已经封装好了必要的加解锁流程细节屏蔽掉了开发者自行维护状态标志位的工作负担让整体看起来会显得格外清爽干净利落不少 . --- ### 总结 不同编程环境下有不同的工具和技术可供选择去解决同一个问题即确保特定动作仅仅被执行过一回而已. 上述列举了几种主流开发平台上的典型做法供大家参考学习借鉴吸收转化成适合自己项目特点的最佳实践.
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