TSD中的几个函数，pthread_key_create pthread_getspecific

最新推荐文章于 2024-04-26 09:31:11 发布

鱼思故渊

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分类专栏： linux环境高级编程文章标签： pthread_getsprcific

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本文探讨了如何使用Posix线程库中的线程私有数据（TSD）来实现线程特定的数据管理。重点介绍了四个关键函数：pthread_key_create、pthread_key_delete、pthread_getspecific和pthread_setspecific。通过示例代码说明，这些函数允许每个线程维护独立的数据结构，确保线程间数据操作互不影响，展示了TSD在实现线程间数据隔离中的作用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在多线程程序中，经常要用全局变量来实现多个函数间的数据共享。由于数据空间是共享的，因此全局变量也为所有进程共有。但有时应用程序设计中必要提供线程私有的全局变量，这个变量仅在线程中有效，但却可以跨过多个函数访问。

比如在程序里可能需要每个线程维护一个链表，而会使用相同的函数来操作这个链表，最简单的方法就是使用同名而不同变量地址的线程相关数据结构。这样的数据结构可以由 Posix 线程库维护，成为线程私有数据 (Thread-specific Data，或称为 TSD)。

这里主要测试和线程私有数据有关的 4 个函数：

pthread_key_create();
pthread_key_delete();

pthread_getspecific();
pthread_setspecific();
程序代码：

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <pthread.h>
    pthread_key_t key;
    struct test_struct {
        int i;
        float k;
    };
    void *child1 (void*arg)
    {
        struct test_struct struct_data;
        struct_data.i=10;
        struct_data.k=3.1415;
        pthread_setspecific (key,&struct_data);
        printf ("结构体struct_data的地址为 0x%p\n",&(struct_data));
        printf ("child1 中 pthread_getspecific(key)返回的指针为:0x%p\n", (structtest_struct*)pthread_getspecific(key));
        printf ("利用 pthread_getspecific(key)打印 child1 线程中与key关联的结构体中成员值:\nstruct_data.i:%d\nstruct_data.k: %f\n", ((structtest_struct*)pthread_getspecific (key))->i, ((structtest_struct *)pthread_getspecific(key))->k);
        printf ("------------------------------------------------------\n");
    }
    void *child2 (void*arg)
    {
        int temp = 20;
        sleep (2);
        printf ("child2 中变量 temp 的地址为 0x%p\n", &temp);
        pthread_setspecific (key,&temp);
        printf ("child2 中 pthread_getspecific(key)返回的指针为:0x%p\n", (int*)pthread_getspecific(key));
        printf ("利用 pthread_getspecific(key)打印 child2 线程中与key关联的整型变量temp 值:%d\n",*((int*)pthread_getspecific(key)));
    }
    int main (void)
    {
        pthread_t tid1,tid2;
        pthread_key_create (&key,NULL);
        pthread_create (&tid1,NULL, (void*)child1,NULL);
        pthread_create (&tid2,NULL, (void*)child2,NULL);
        pthread_join (tid1,NULL);
        pthread_join (tid2,NULL);
        pthread_key_delete (key);
        return (0);
    }

运行与输出：

 ./pthread_key
结构体struct_data的地址为 0x0xb7699388
child1 中 pthread_getspecific(key)返回的指针为:0x0xb7699388
利用 pthread_getspecific(key)打印 child1 线程中与key关联的结构体中成员值:
struct_data.i:10
struct_data.k: 3.141500
------------------------------------------------------
child2 中变量 temp 的地址为 0x0xb6e9838c
child2 中 pthread_getspecific(key)返回的指针为:0x0xb6e9838c

由输出可见，pthread_getspecific() 返回的是与key 相关联数据的指针。需要注意的是，在利用这个返回的指针时，它首先是 void 类型的，它虽然指向关联的数据地址处，但并不知道指向的数据类型，所以在具体使用时，要对其进行强制类型转换。

其次，两个线程对自己的私有数据操作是互相不影响的。也就是说哦，虽然 key 是同名且全局，但访问的内存空间并不是相同的一个。key 就像是一个数据管理员，线程的私有数据只是到他那去注册，让它知道你这个数据的存在。

(PS:上面介绍的内容也是线程和进程之间的区别，也就是这个TSD)