C++之thread_local_c++ threadlocal-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_44914161/article/details/142932144

C++之thread_local

文章目录

C++之thread_local

前言

thread_local是C++11引入的关键字，该关键字会影响一个变量的存储周期。本文简单介绍C++的存储周期以及该关键字带来的影响。

1.C++的存储周期

C++中的存储周期是指变量或者对象存在的时期，也就是说一个对象或者变量从创建到销毁的时间跨度。存储周期与作用域有关，但是二者不等同。对于一个作用域来说，主要描述变量在何处可以被访问，存储周期则描述了变量何时存在，C++的存储周期分为四类

1.1静态存储周期（Static storage duration）

具有静态存储周期的对象在其程序的整个运行期间都会存在，知道程序退出位置。静态存储周期的对象通常在程序启动时创建并在结束时销毁，这类对象包括全局变量，静态局部变量以及带有static存储类的对象。
该类对象的特性如下：

程序运行期间始终存在
通常在全局数据区分配内存
静态局部变量在函数每次调用时，都会保持上次调用的状态
除非作用域限制，全局变量在整个程序中可被访问

1.2 动态存储周期（Dynamic storage duration）

这类对象或者变量是在程序运行时通过动态内存分配函数创建的，例如使用new或者malloc。这些对象的声明周期由程序员通过嗲用相应的释放内存函数来控制，如delete或free。
该类对象特性如下：

生命周期由程序员控制
通常在堆区分配内存
需要手动管理内存分配释放

1.3 自动存储周期（Automatic storage duration）

具有自动存储周期的对象在其作用域内存在，一旦离开作用域就会被自动销毁，这类对象通常是在函数体或者复合语句中声明的局部变量。
这类对象特性如下：

在进入作用域时创建，离开作用域时被销毁
通常在栈区分配内存
大部分情况下生命周期和所在函数的声明周期保持一致

1.4 线程存储周期（thread local storage duration）

在C++11中引入，允许多线程程序中的每个线程拥有自己单独的变量实例，这些变量的声明周期通常和所属的线程的声明周期一样长。
这类对象特性如下：

从初始化开始到线程终止结束
在线程范围级别具有可见性

2.thread_local

有且只有thread_local关键字修饰的变量会具有线程存储周期。如前文所述，在线程开始的时候被生成，在线程结束的时候被销毁。
该类对象具有如下特性：

线程安全性：每个线程拥有自己独立的副本，因此对thread_local关键字修饰的变量进行操作不需要加锁
声明周期：线程局部变量的生命周期与其所属的线程的生命周期相同。当线程创建时，变量的副本被创建；当线程终止时，副本被销毁。

#include <iostream>
#include <thread>

thread_local int thread_count = 0;

void increment_and_print() {
    ++thread_count;
    std::cout << "Thread " << std::this_thread::get_id() << " count: " << thread_count << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(increment_and_print);
    std::thread t2(increment_and_print);

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

上面的是一个示例的C++程序，定义了一个函数increment_and_print对线程变量进行自增操作，分别创建两个线程调用该函数，执行结果如下所示：
在这里插入图片描述

可以看到对于不同的线程来说，分别拥有一个变量副本，在各自的线程中分别实现了+1的自增操作。

#include <iostream>
#include <thread>

class share
{
public:
    void addself()
    {
        thread_local int thread_count = 0;
        thread_count++;
        std::cout << "count: " << thread_count << std::endl;
    }
};

void increment_and_print() {
    share s1;
    share s2;
    s1.addself();
    s2.addself();
}

int main() {
    std::thread t1(increment_and_print);
    t1.join();

    return 0;
}