c++多线程中的利器-thread_local

缺乏、安全感 2023-06-30 06:56 66阅读 0赞

我们在这里简单介绍一下在c++11中新添加的-thread\_local

我们在介绍thread\_local之间首先需要说明一下什么是线程周期,以及什么情况下的变量可以被声明为thread\_local相等与将一个可变数据

### 一.什么是thread\_local ###

带有`thread_local`关键字的变量具有线程周期，这些变量在线程开始的时候就被生成，在线程销毁的时候就被销毁，并且每一个线程都具有一个独立的变量,也就是相当于每一个线程都有一份不同的变量

thread\_local相当于通过将可变变量让每一个线程都拥有独立的副本，从而实现线程封装的机制

和它同是存储期的指定符还有四种

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>关键字</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>auto</td> 
   <td>自动存储期</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>register</td> 
   <td>自动存储期，指示编译器会将此对象放入处理器的寄存器中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static</td> 
   <td>静态或者线程存储期的内部连接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>extern</td> 
   <td>静态或者线程存储期的外部连接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>thread_local</td> 
   <td>线程存储器</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 二．thread\_local能为我们做什么? ###

通过修饰的变量有如下的特性:

*  变量在线程创建的时候进行生成
 *  线程结束的时候被销毁
 *  每一个线程都拥有自己的变量副本
 *  thread\_local　可以和static 或者extern 联合进行使用，影响变量的连接属性

//thread_local 测试
    #include<iostream>
    #include<thread>
    #include<mutex>
    
    thread_local int x = 1;
    void func(){
        
        for(int i = 0 ; i < 4; i++)
        {
        
            x++;
            printf("%ld: %d\n",std::this_thread::get_id() , x);
        }
    }
    
    int main()
    {
        
        std::thread t1(func);
        std::thread t2(func);
        t1.join();
        t2.join();
        return 0;
    }

我们可以使用g++ xxx.cc -lpthread 来运行程序  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RyZWFtMDEzMF9f_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
我们可以从打印结果来清晰的看出来，每个线程都有一份自己的备份，并且是相互不干扰的

void func(){
        
        for(int i = 0 ; i < 4; i++)
        {
        
            thread_local int x = 1;
            x++;
            printf("%ld: %d\n",std::this_thread::get_id() , x);
        }
    }

将上述函数重新进行修改  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RyZWFtMDEzMF9f_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

说明thread\_local设置为局部变量的话，并没有重新进行赋值，我感觉可以将其理解为在线程中的static变量

thread_local int i=0;
    
    void f(int newval){
        
        i=newval;
    }
    
    void g(){
        
        std::cout<<i;
    }
    
    void threadfunc(int id){
        
        f(id);
        ++i;
        g();
    }
    
    int main(){
        
        i=9;
        std::thread t1(threadfunc,1);
        std::thread t2(threadfunc,2);
        std::thread t3(threadfunc,3);
    
        t1.join();
        t2.join();
        t3.join();
        std::cout<<i<<std::endl;
    }

这代码可能会输出 “2349” , “3249” ,“4239” , “2439” 或者 "3429"其中每一个线程都有自己的副本 i,这些副本是完全独立的，并且每个都有不同的地址.每一个都不相互干扰

## 总结 ##

*  thread\_local描述的对象在thread开始的时候进行分配，thread结束的时候进行分解
 *  相当于thread中的static变量
 *  一般在声明的时候进行赋值，在本thread只执行一次
 *  描述的对象只在作用域中有效
 *  描述类成员变量的时候，必须是static

## 参考 ##

[http://cifangyiquan.net/programming/thread\_local/][http_cifangyiquan.net_programming_thread_local]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RyZWFtMDEzMF9f_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200115191801905.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RyZWFtMDEzMF9f,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RyZWFtMDEzMF9f_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200115193348489.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RyZWFtMDEzMF9f,size_16,color_FFFFFF,t_70
[http_cifangyiquan.net_programming_thread_local]: http://cifangyiquan.net/programming/thread_local/