Posted on 2012-03-20 18:44
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LINUX/UNIX/AIX
在多線程程序中，經常要用全局變量來實現多個函數間的數據共享。由于數據空間是共享的，因此全局變量也為所有進程共有。但有時應用程序設計中必要提供線程私有的全局變量，這個變量僅在線程中有效，但卻可以跨過多個函數訪問。
比如在程序里可能需要每個線程維護一個鏈表，而會使用相同的函數來操作這個鏈表，最簡單的方法就是使用同名而不同變量地址的線程相關數據結構。這樣的數據結構可以由 Posix 線程庫維護，成為線程私有數據 (Thread-specific Data，或稱為 TSD)。
這里主要測試和線程私有數據有關的 4 個函數：
pthread_key_create();
pthread_key_delete();
pthread_getspecific();
pthread_setspecific();
程序代碼：
引用
#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 ("結構體struct_data的地址為 0x%p/n", &(struct_data));
printf ("child1 中 pthread_getspecific(key)返回的指針為:0x%p/n", (struct test_struct *)pthread_getspecific(key));
printf ("利用 pthread_getspecific(key)打印 child1 線程中與key關聯的結構體中成員值:/nstruct_data.i:%d/nstruct_data.k: %f/n", ((struct test_struct *)pthread_getspecific (key))->i, ((struct test_struct *)pthread_getspecific(key))->k);
printf ("------------------------------------------------------/n");
}
void *child2 (void *arg)
{
int temp = 20;
sleep (2);
printf ("child2 中變量 temp 的地址為 0x%p/n", &temp);
pthread_setspecific (key, &temp);
printf ("child2 中 pthread_getspecific(key)返回的指針為:0x%p/n", (int *)pthread_getspecific(key));
printf ("利用 pthread_getspecific(key)打印 child2 線程中與key關聯的整型變量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);
}
運行與輸出：
引用
./pthread_key
結構體struct_data的地址為 0x0xb7699388
child1 中 pthread_getspecific(key)返回的指針為:0x0xb7699388
利用 pthread_getspecific(key)打印 child1 線程中與key關聯的結構體中成員值:
struct_data.i:10
struct_data.k: 3.141500
------------------------------------------------------
child2 中變量 temp 的地址為 0x0xb6e9838c
child2 中 pthread_getspecific(key)返回的指針為:0x0xb6e9838c
由輸出可見，pthread_getspecific() 返回的是與key 相關聯數據的指針。需要注意的是，在利用這個返回的指針時，它首先是 void 類型的，它雖然指向關聯的數據地址處，但并不知道指向的數據類型，所以在具體使用時，要對其進行強制類型轉換。
其次，兩個線程對自己的私有數據操作是互相不影響的。也就是說哦，雖然 key 是同名且全局，但訪問的內存空間并不是相同的一個。key 就像是一個數據管理員，線程的私有數據只是到他那去注冊，讓它知道你這個數據的存在。
線程與私有數據例二
程序代碼：
引用
#include <malloc.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
pthread_key_t thread_log_key;
/*通用函數里可以利用 pthread_getspecific() 處理線程各自的私有數據*/
void write_to_thread_log (const char *message)
{
FILE *thread_log = (FILE *)pthread_getspecific (thread_log_key);
fprintf (thread_log, "%s/n", message);
}
void close_thread_log (void *thread_log)
{
fclose ((FILE *)thread_log);
}
void *thread_function (void *args)
{
char thread_log_filename[128];
char thread_start_message[128];
FILE *thread_log;
sprintf (thread_log_filename, "thread%u.log", pthread_self());
thread_log = fopen (thread_log_filename, "w");
pthread_setspecific (thread_log_key, thread_log); //每個線程都設置自己的私有數據
sprintf (thread_start_message, "thread %u starting", pthread_self());
write_to_thread_log (thread_start_message);
pthread_exit(NULL);
}
int main()
{
int i;
pthread_t threads[5];
/*創建私有數據鍵,close_thread_log 在線程退出時對 key 關聯數據進行清理*/
pthread_key_create (&thread_log_key, close_thread_log);
for (i = 0; i < 5; i++)
pthread_create (&threads[i], NULL, thread_function, NULL); //創建多線程
for (i = 0; i < 5; i++)
pthread_join (threads[i], NULL); //等待各個線程結束
return (0);
}
運行與輸出：
引用
./pthread_key2
ls *log
thread3040865136.log thread3049257840.log thread3059047280.log thread3067439984.log thread3075832688.log
cat thread3040865136.log
thread 3040865136 starting