获取线程ID:利用关键字__thread减少系统调用使用次数

本文介绍了一种在Linux环境下高效获取当前线程ID的方法,避免了多次系统调用带来的性能损失。通过使用__thread关键字定义线程局部存储变量,各线程仅在首次调用时进行系统调用,之后直接读取缓存值。

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 一、获取当前线程ID的方法

#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#define gettid() syscall(__NR_gettid)

pid_t tid=gettid(); //current thread id
pid_t pid=getpid(); //current process id

       系统调用次数会影响程序的性能。如果有多个类需要查看当前线程ID,首先想到的方法就是定义个全局变量,但是在多线程中就会导致频繁调用系统函数降低性能,而且定义全局变量总是一个坏想法。

       考虑到这些问题,关键字__thread可以很好地帮助我们解决问题。


二、善用__thread关键字

__thread是GCC内置的线程局部存储设施(thread local storage)。它的实现非常高效。__thread变量是每个线程有一份独立实体,各个线程的变量值互不干扰。除了这个主要用途,它还可以修饰那些“值可能会变,带有全局性,但是又不值得用全局锁保护”的变量。

需要注意的是它的使用规则:只能用于修饰POD类型(Plain old data structure),不能修饰class类型,因为无法自动调用构造函数和析构函数。__thread可以用于修饰全局变量、函数内的静态变量,但是不能用于修饰函数的局部变量或者class的普通成员变量。另外,__thread变量的初始化只能用编译期常量。

#include <sys/syscall.h>

//#define gettid() syscall(__NR_gettid)
pid_t gettid()
{
  return static_cast<pid_t>(syscall(SYS_gettid));
}

__thread pid_t t_cachedTid = 0;

pid_t CurrentThreadtid()
{
    if (t_cachedTid == 0)
    {
        t_cachedTid = gettid();
    }
    return t_cachedTid;
}

此后各个线程只需调用底层函数CurrentThreadtid()就可以获得当前线程的ID,且只在最初使用时调用一次系统调用,此后都直接获取t_cacheTid所存储的值。

 

参考资料:

Linux多线程服务端编程 使用muduo C++网络库

<think>好的,用户让我介绍一下`boost::thread_specific_ptr`,我需要确保自己正确理解这个类的作用和用法。首先,我应该回忆一下线程本地存储(TLS)的概念,然后联系到Boost库中的实现。 用户可能是在多线程编程中遇到了需要每个线程拥有独立数据的情况,比如日志记录或者数据库连接。他们可能已经知道C++11中的`thread_local`关键字,但可能在使用Boost库的旧代码中遇到了`thread_specific_ptr`,所以需要了解它的用途和如何迁移代码。 接下来,我需要确认`boost::thread_specific_ptr`的基本功能。它应该是一个智能指针,每个线程有自己独立的实例。类似于TLS,但以指针形式管理。然后要比较它与C++11的`thread_local`的区别,比如是否需要手动释放内存,或者是否支持非POD类型。 可能用户在使用过程中遇到了内存管理的问题,比如忘记释放资源导致泄漏,或者线程结束时如何自动清理。这时候需要强调`boost::thread_specific_ptr`需要手动调用release或者reset,而`thread_local`可以自动析构。同时,Boost的版本可能在跨平台兼容性上更好,适用于不支持C++11的环境。 还需要举例说明使用场景,比如每个线程独立的数据库连接或日志上下文,这样用户能更好地理解何时使用这个类。另外,可能用户需要知道如何正确初始化和使用它,包括指针的获取和设置,以及线程结束时资源的释放方法。 另外,考虑到用户可能是在维护旧代码,他们可能需要迁移到C++11的`thread_local`,所以需要简要对比两者的优缺点,指出在支持新标准的情况下推荐使用`thread_local`,但在旧项目中仍需使用Boost的实现。 最后,要确保回答结构清晰,分点解释,包括定义、使用场景、示例代码、注意事项以及与C++11的对比,这样用户能够逐步理解并应用这个知识点。</think>以下是对 `boost::thread_specific_ptr` 的详细介绍: --- ### **1. 定义与作用** - **核心概念**:`boost::thread_specific_ptr` 是 Boost 库提供的一个线程本地存储(Thread-Local Storage, TLS)工具,允许每个线程拥有独立的指针实例。 - **功能特性**: - 每个线程通过该指针访问自己独立的数据副本。 - 数据生命周期与线程绑定,线程结束时自动释放资源(需配合清理函数)。 --- ### **2. 与 C++11 `thread_local` 的区别** | **特性** | `boost::thread_specific_ptr` | C++11 `thread_local` | |------------------------|--------------------------------------|-----------------------------------| | **内存管理** | 需手动调用 `reset()` 或 `release()` | 自动管理(线程结束时析构对象) | | **支持类型** | 可管理非 POD 类型 | 直接支持任何类型 | | **初始化灵活性** | 允许延迟初始化(首次访问时初始化) | 必须在编译期初始化 | | **兼容性** | 支持旧编译器(如 C++03) | 需编译器支持 C++11 或更高 | --- ### **3. 典型使用场景** - **线程独立资源**:如数据库连接、日志上下文、线程局部缓存。 - **避免锁竞争**:通过线程独立数据减少共享资源的同步开销。 - **遗留代码兼容**:在不支持 `thread_local` 的环境中替代 TLS 实现。 --- ### **4. 基本用法示例** #### 步骤1:定义线程特定指针 ```cpp #include <boost/thread/tss.hpp> // 定义一个线程特定的整数指针 boost::thread_specific_ptr<int> tls_int; ``` #### 步骤2:初始化与赋值 ```cpp void init_tls_data() { if (!tls_int.get()) { // 检查当前线程是否已初始化 tls_int.reset(new int(0)); // 分配内存并初始化为 0 } } void increment_tls_data() { *tls_int += 1; // 操作当前线程的独立数据 } ``` #### 步骤3:线程使用 ```cpp #include <boost/thread.hpp> void thread_task() { init_tls_data(); increment_tls_data(); std::cout << "Thread " << boost::this_thread::get_id() << ": tls_int = " << *tls_int << std::endl; } int main() { boost::thread t1(thread_task); boost::thread t2(thread_task); t1.join(); t2.join(); return 0; } ``` **输出示例**: ``` Thread 140245231789824: tls_int = 1 Thread 140245223397120: tls_int = 1 ``` --- ### **5. 关键成员函数** | **函数** | **作用** | |-------------------|------------------------------------------| | `get()` | 获取当前线程的指针(若未初始化返回 `nullptr`) | | `reset(T* p)` | 设置当前线程的指针,并释放原有资源 | | `release()` | 返回指针并放弃所有权(需手动管理内存) | | `empty()` | 检查当前线程的指针是否为空 | --- ### **6. 注意事项** 1. **资源释放**: - 默认情况下,`boost::thread_specific_ptr` **不会自动释放内存**。 - 需显式调用 `reset()` 或在构造函数中传入自定义清理函数: ```cpp // 自定义清理函数(示例:释放 int 内存) void cleanup_int(int* p) { delete p; } boost::thread_specific_ptr<int> tls_int(&cleanup_int); ``` 2. **线程安全**: - `get()` 和 `reset()` 本身是线程安全的,但通过指针操作数据时需自行保证线程安全(例如多个线程修改同一对象的非独立数据)。 3. **性能开销**: - 线程本地存储访问比全局变量稍慢,适用于高频次访问场景需谨慎。 --- ### **7. 对比 C++11 实现** C++11 的 `thread_local` 关键字更简洁: ```cpp // C++11 等效实现 thread_local int tls_int = 0; void thread_task() { tls_int += 1; std::cout << "Thread " << std::this_thread::get_id() << ": tls_int = " << tls_int << std::endl; } ``` --- ### **总结** `boost::thread_specific_ptr` 是 Boost 库中实现线程本地存储的核心工具,适用于需要为每个线程维护独立数据的场景。尽管在 C++11 及更高版本中可优先使用 `thread_local`,但在旧代码或需要灵活初始化的场景中,`boost::thread_specific_ptr` 仍是一个可靠选择。使用时需注意 **手动管理内存** 和 **清理函数** 的配置。
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