21.2 静态TLS--《Windows核心编程》

部分笔记来自于：https://blog.csdn.net/Steven_programe_life/article/details/103358251?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~baidujs_baidulandingword~default-0-103358251-blog-123158318.pc_relevant_3mothn_strategy_and_data_recovery&spm=1001.2101.3001.4242.1&utm_relevant_index=3

 

静态TLS的使用

静态TLS在代码中使用时非常简单，我们只需写类似如下这一句：

　　__declspec(thread) DWORD myTLSData=0;

我们就为本程序中的每一个线程创建了一个独立的DWORD数据。

__declspec(thread)的前缀是Microsoft添加给Visual C++编译器的一个修改符。它告诉编译器，对应的变量应该放入可执行文件或DLL文件中它的自己的节中。__declspec(thread)后面的变量必须声明为函数中（或函数外）的一个全局变量或静态变量。不能声明一个类型为__declspec(thread)的局部变量，你想，因为局部变量总是与特定的线程相联系的，如果再加上这个声明是代表什么意思。

 

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静态TLS原理

首先，在编译器对程序进行编译时，它会将所有声明的TLS变量放入它们自己的节，这个节的名字是.tls。而后链接程序将来自所有对象模块的所有.tls节组合起来，形成结果的可执行文件或DLL文件中的一个大的完整的.tls节。

然后，为了使含有静态TLS的程序能够运行，操作系统必须参与其操作。当TLS应用程序加载到内存中时，系统要寻找可执行文件中的.tls节，并且动态地分配一个足够大的内存块，以便存放所有的静态TLS变量。应用程序中的代码每次引用其中的一个变量时，就要转换为已分配内存块中包含的一个内存位置。因此，编译器必须生成一些辅助代码来引用该静态TLS变量，这将使你的应用程序变得比较大而且运行的速度比较慢。在x86 CPU上，将为每次引用的静态TLS变量生成3个辅助机器指令。如果在进程中创建了另一个线程，那么系统就要将它捕获并且自动分配另一个内存块，以便存放新线程的静态TLS变量。新线程只拥有对它自己的静态TLS变量的访问权，不能访问属于其他线程的TLS变量。

以上是包含静态TLS变量的可执行文件如何运行的情况。我们再来看看DLL的情况：

a、隐式链接包含静态TLS变量的DLL

如果应用程序使用了静态TLS变量，并且隐式链接包含静态TLS变量的DLL时，当系统加载该应用程序时，它首先要确定应用程序的.tls节的大小，并将这个值与应用程序链接的DLL中的所有.tls节的大小相加。当在你的进程中创建线程时，系统自动分配足够大的内存块来存放所有应用程序声明的和所有隐含链接的DLL包含的TLS变量。

b、显式链接包含静态TLS变量的DLL

考虑一下，当我们的应用程序通过调用LoadLibrary，以便显式链接到包含静态TLS变量的DLL时，会发生什么情况呢？系统必须查看该进程中已经存在的所有线程，并扩大它们的TLS内存块，以便适应新DLL对内存的需求。另外，如果调用FreeLibrary来释放包含静态TLS变量的DLL，那么与进程中的每个线程相关的的TLS内存块又都应该被压缩。

对于操作系统来说，这样的管理任务太重了。所以，虽然系统允许包含静态TLS变量的库在运行期进行显式加载，但是其包含TLS数据却没有进行相应的初始化。如果试图访问这些数据，就可能导致访问违规！

所以，请记住：如果某个DLL包含静态TLS数据，请不要对这个DLL采用显式链接的方式，否则可能会出错！