如何定义线程局部静态变量？答案

【问题标题】：How to define thread-local local static variables?如何定义线程局部静态变量？
【发布时间】：2011-11-28 05:29:50
【问题描述】：

如何定义不在不同线程之间共享的局部静态变量（在函数调用之间保持其值）？

我正在寻找 C 和 C++ 的答案

【问题讨论】：

您使用的是什么操作系统？ TLS 在 unixen 和 windows 之间是不可移植的。
C++11 引入了另一个存储持续时间，称为thread_local。尝试使用它。
@Nawaz：C++11 和 C11。在 C11 中，它是 _Thread_local，除非你还包括 <threads.h>（它在 thread_local 中添加了一个 #define，这在 C99 及更高版本中很常见）。

标签： c++ c multithreading static thread-safety

【解决方案1】：

在使用 Windows API 的 Windows 上：TlsAlloc()/TlsSetValue()/TlsGetValue()

在 Windows 上使用编译器内在函数：使用 _declspec(thread)

在 Linux 上（其他 POSIX ？？？）：get_thread_area() 及相关

【讨论】：

在 MSDN 上阅读后，Tls 函数正是我想要的。

【解决方案2】：

只需在函数中使用 static 和 __thread。

例子：

int test(void)
{
        static __thread a;

        return a++;
}

【讨论】：

@Ali：不，它是 GCC 和其他一些编译器提供的扩展。在 MSVC 上，我认为您使用 __declspec(thread) 代替。
__thread 适用于 linux、bsd、aix 以及 xl_c、gcc 和许多其他编译器。它可以在 Windows 上简单地 #defined 为 __declspec(thread)。
它不适用于 macOS 上的 gcc 或 clang，因为它需要操作系统支持。

【解决方案3】：

当前的 C 标准没有线程或类似的模型，所以你无法得到答案。

POSIX 预见的实用程序是pthread_[gs]etspecific。

下一个版本的C标准增加了线程，并且有了线程本地存储的概念。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果您可以访问 C++11，也可以使用 C++11 线程本地存储添加。

【讨论】：

【解决方案5】：

您可以将自己的线程特定本地存储设置为每个线程 ID 的单例。像这样的：

struct ThreadLocalStorage
{
    ThreadLocalStorage()
    {
        // initialization here
    }
    int my_static_variable_1;
    // more variables
};

class StorageManager
{
    std::map<int, ThreadLocalStorage *> m_storages;

    ~StorageManager()
    {   // storage cleanup
        std::map<int, ThreadLocalStorage *>::iterator it;
        for(it = m_storages.begin(); it != m_storages.end(); ++it)
            delete it->second;
    }

    ThreadLocalStorage * getStorage()
    {
        int thread_id = GetThreadId();
        if(m_storages.find(thread_id) == m_storages.end())
        {
            m_storages[thread_id] = new ThreadLocalStorage;
        }

        return m_storages[thread_id];
    }

public:
    static ThreadLocalStorage * threadLocalStorage()
    {
        static StorageManager instance;
        return instance.getStorage();
    }
};

GetThreadId();是一个特定于平台的函数，用于确定调用者的线程 ID。像这样的：

int GetThreadId()
{
    int id;
#ifdef linux
    id = (int)gettid();
#else  // windows
    id = (int)GetCurrentThreadId();
#endif
    return id;
}

现在，在线程函数中，您可以使用它的本地存储：

void threadFunction(void*)
{
  StorageManager::threadLocalStorage()->my_static_variable_1 = 5; //every thread will have
                                                           // his own instance of local storage.
}

【讨论】：

您还需要同步（例如读/写互斥锁）来保护m_storages 不被多个线程访问。
不仅是 m_storages，还有 std::map 和本地的“静态 StorageManager 实例”；不是线程安全的。在本机代码中实现高效的单例并非易事，请参阅 Scott Meyers 和 Andrei Alexandrescu 的“C++ 和双重检查锁定的风险”。 erdani.com/publications/DDJ_Jul_Aug_2004_revised.pdf