线程私有数据
在多线程程序中。常常要用全局变量来实现多个函数间的数据共享。
因为数据空间是共享的。因此全局变量也为全部线程共同拥有。
測试代码例如以下:
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- #include <unistd.h>
- #include <stdlib.h>
- int key = 100; //全局变量
- void *helloworld_one(void *arg)
- {
- printf("the message is %s\n",(char *)arg);
- key = 10;
- printf("key=%d, the child id is %lu\n", key, pthread_self());
- return NULL;
- }
- void *helloworld_two(void *arg)
- {
- printf("the message is %s\n", (char *)arg);
- sleep(1);
- printf("key=%d, the child id is %lu\n", key, pthread_self());
- return NULL;
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pthread_t thread_id_one;
- pthread_t thread_id_two;
- //创建线程
- pthread_create(&thread_id_one, NULL, helloworld_one, "helloworld_one");
- pthread_create(&thread_id_two, NULL, helloworld_two, "helloworld_two");
- //等待线程结束。回收资源
- pthread_join(thread_id_one, NULL);
- pthread_join(thread_id_two, NULL);
- return 0;
- }
执行结果例如以下:
由执行结果能够看出,当中一个线程对全局变量的改动将影响到还有一个线程的訪问。
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,但却能够跨过多个函数訪问。
比方在程序里可能须要每一个线程维护一个链表,而会使用同样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。
这种数据结构能够由 Posix 线程库维护。成为线程私有数据 (Thread-specific Data,或称为 TSD)。
以下接口所需头文件:
#include <pthread.h>
1)创建线程私有数据
int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void (*destructor)(void*));
功能:
创建一个类型为 pthread_key_t 类型的私有数据变量( key )。
參数:
key:在分配( malloc )线程私有数据之前,须要创建和线程私有数据相关联的键( key ),这个键的功能是获得对线程私有数据的訪问权。
destructor:清理函数名字( 如:fun )。当线程退出时,假设线程私有数据地址不是非 NULL,此函数会自己主动被调用。该函数指针能够设成 NULL ,这样系统将调用默认的清理函数。
回调函数其定义例如以下:
void fun(void *arg)
{
// arg 为 key 值
}
返回值:
成功:0
失败:非 0
不论哪个线程调用 pthread_key_create(),所创建的 key 都是全部线程可訪问,但各个线程可依据自己的须要往 key 中填入不同的值,相当于提供了一个同名不同值的变量。
2)注销线程私有数据
int pthread_key_delete(pthread_key_t key);
功能:
注销线程私有数据。
这个函数并不会检查当前是否有线程正使用线程私有数据( key ),也不会调用清理函数 destructor() ,而仅仅是将线程私有数据( key )释放以供下一次调用 pthread_key_create() 使用。
參数:
key:待注销的私有数据。
返回值:
成功:0
失败:非 0
3)设置线程私有数据的关联
int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value);
功能:
设置线程私有数据( key ) 和 value 关联,注意,是 value 的值(不是所指的内容)和 key 相关联。
參数:
key:线程私有数据。
value:和 key 相关联的指针。
返回值:
成功:0
失败:非 0
4)读取线程私有数据所关联的值
void *pthread_getspecific(pthread_key_t key);
功能:
读取线程私有数据( key )所关联的值。
參数:
key:线程私有数据。
返回值:
成功:线程私有数据( key )所关联的值。
失败:NULL
演示样例代码例如以下:
- // this is the test code for pthread_key
- #include <stdio.h>
- #include <pthread.h>
- pthread_key_t key; // 私有数据。全局变量
- void echomsg(void *t)
- {
- printf("[destructor] thread_id = %lu, param = %p\n", pthread_self(), t);
- }
- void *child1(void *arg)
- {
- int i = 10;
- pthread_t tid = pthread_self(); //线程号
- printf("\nset key value %d in thread %lu\n", i, tid);
- pthread_setspecific(key, &i); // 设置私有数据
- printf("thread one sleep 2 until thread two finish\n\n");
- sleep(2);
- printf("\nthread %lu returns %d, add is %p\n",
- tid, *((int *)pthread_getspecific(key)), pthread_getspecific(key) );
- }
- void *child2(void *arg)
- {
- int temp = 20;
- pthread_t tid = pthread_self(); //线程号
- printf("\nset key value %d in thread %lu\n", temp, tid);
- pthread_setspecific(key, &temp); //设置私有数据
- sleep(1);
- printf("thread %lu returns %d, add is %p\n",
- tid, *((int *)pthread_getspecific(key)), pthread_getspecific(key));
- }
- int main(void)
- {
- pthread_t tid1,tid2;
- pthread_key_create(&key, echomsg); // 创建
- pthread_create(&tid1, NULL, child1, NULL);
- pthread_create(&tid2, NULL, child2, NULL);
- pthread_join(tid1, NULL);
- pthread_join(tid2, NULL);
- pthread_key_delete(key); // 注销
- return 0;
- }
执行结果例如以下:
从执行结果来看,各线程对自己的私有数据操作互不影响。也就是说,尽管 key 是同名且全局,但訪问的内存空间并非同一个。