多线程编程-线程数据

 

1、线程数据

　　在单线程的程序里，有两种基本的数据：全局变量和局部变量。但在多线程程序里，还有第三种数据类型：线程数据（TSD: Thread-Specific Data）。它和全局变量很象，在线程内部，各个函数可以象使用全局变量一样调用它，但它对线程外部的其它线程是不可见的。这种数据的必要性是显而易见的。例如我们常见的变量errno，它返回标准的出错信息。它显然不能是一个局部变量，几乎每个函数都应该可以调用它；但它又不能是一个全局变量，否则在A线程里输出的很可能是B线程的出错信息。要实现诸如此类的变量，我们就必须使用线程数据。我们为每个线程数据创建一个键，它和这个键相关联，在各个线程里，都使用这个键来指代线程数据，但在不同的线程里，这个键代表的数据是不同的，在同一个线程里，它代表同样的数据内容。

和线程数据相关的函数主要有4个：创建一个键；为一个键指定线程数据；从一个键读取线程数据；删除键。

下面对各个函数进行详细的介绍：

(1) 创建线程键pthread_key_create

int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void (*destructor)(void*));

返回值：函数成功返回0。任何其他返回值都表示错误。

在进程中分配一个键值，这个键被用来表示一个线程数据项。这个键对进程中所有的线程都是可见的。刚创建线程数据键时，在所有线程中和这个键相关联的值都是NULL。

函数成功返回后，分配的键放在key参数指向的内存中，必须保证key参数指向的内存区的有效性。

如果指定了解析函数destructor，那么当线程结束时并且将非空的值绑定在这个键上，系统将调用destructor函数，参数就是相关线程与这个键绑定的值。绑定在这个键上的内存块可由destructor函数释放。

 (2) 删除线程键pthread_key_delete

int pthread_key_delete(pthread_key_t key);

返回值：函数成功返回0。任何其他返回值都表示错误。

删除线程数据键。这个键占用的内存将被释放，该键再被引用将返回错误。

在调用该函数之前，程序必须释放和本线程相关联的资源，该函数不会引发线程数据键的解析函数。

(3) 设置线程数据pthread_setspecific

int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value);

返回值：函数成功返回0。任何其他返回值都表示错误。

设置和某个线程数据键绑定在一起的线程专用数据（一般是指针）。

函数不会释放原来绑定在键上的内存，给一个键值绑定新的指针时，必须释放原指针指向的内存，否则会发生内存泄漏。

(4) 获取线程数据pthread_getspecific

void pthread_getspecific(pthread_key_t key, void **value);

无返回值。出错时value指向NULL。

获取绑定在线程数据键上的值，并在指定的位置存储取来的值。

(5) 获取线程标示符pthread_self

pthread_t pthread_self(void);

返回当前线程的标示符。

(6) 比较线程pthread_equal

int pthread_equal(pthread_t tid1, pthread_t tid2);

如果tid1和tid2相同，函数返回一个非0值，否则返回0。

如果tid1或tid2中任何一个是非法值，则返回将是不可预料的。

(7) 创建一次pthread_once

pthread_once ((pthread_once_t*once_control, void (*initroutine) (void)))

和pthread_key_create一起使用，为了让这个键只被创建一次。函数pthread_once声明一个初始化函数，第一次调用pthread_once时它执行这个函数，以后的调用将被它忽略。

2．使用线程数据的例子：

　　在下面的例子中，我们创建一个键，并将它和某个数据相关联。我们要定义一个函数createWindow，这个函数定义一个图形窗口（数据类型为Fl_Window *，这是图形界面开发工具FLTK中的数据类型）。由于各个线程都会调用这个函数，所以我们使用线程数据。

pthread_key_t myWinKey;     /* 声明一个键*/

void createWindow ( void ) {   /* 函数 createWindow */

　Fl_Window * win;

　static pthread_once_t once= PTHREAD_ONCE_INIT;

　　pthread_once ( & once, createMyKey) ; /* 调用函数createMyKey，创建键*/

　　win=new Fl_Window( 0, 0, 100, 100, "MyWindow"); /*win指向一新建窗口*/

　/* 对此窗口作一些可能的设置工作，如大小、位置、名称等*/

　setWindow(win);

　/* 将窗口指针值绑定在键myWinKey上*/

　pthread_setpecific ( myWinKey, win);

}

/* 函数 createMyKey，创建一个键，并指定了destructor */

void createMyKey ( void ) {

　pthread_key_create(&myWinKey, freeWinKey);

}

/* 函数 freeWinKey，释放空间*/

void freeWinKey ( Fl_Window * win){

　delete win;

}

　　这样，在不同的线程中调用函数createMyWin，都可以得到在线程内部均可见的窗口变量，这个变量通过函数pthread_getspecific得到。在上面的例子中，我们已经使用了函数pthread_setspecific来将线程数据和一个键绑定在一起。