線程式控制制－私人資料 轉自monalisa’s_blog

      在多線程環境下，進程內的所有線程共用進程的資料空間，因此全域變數為所有線程共有。在程式設計中有時需要儲存線程自己的全域變數，這種特殊的變數僅在某個線程內部有效。如常見的變數errno，它返回標準的出錯代碼。errno不應該是一個局部變數，幾乎每個函數都應該可以訪問它；但它又不能作為一個全域變數，否則在一個線程裡輸出的很可能是另一個線程的出錯資訊，這個問題可以通過建立線程的私人資料（Thread-specific Data，或TSD）來解決。線上程內部，線程私人資料可以被各個函數訪問，但它對其他線程是屏蔽的。
    線程私人資料採用了一種被稱為一鍵多值的技術，即一個鍵對應多個數值。訪問資料時都是通過索引值來訪問，好像是對一個變數進行訪問，其實是在訪問不同的資料。使用線程私人資料時，首先要為每個線程資料建立一個相關聯的鍵。在各個線程內部，都使用這個公用的鍵來指代線程資料，但是在不同的線程中，這個鍵代表的資料是不同的。操作線程私人資料的函數主要有4個：pthread_key_create（建立一個鍵），pthread_setspecific（為一個鍵設定線程私人資料），pthread_getspecific（從一個鍵讀取線程私人資料），pthread_key_delete（刪除一個鍵）。這幾個函數的聲明如下：
#include <pthread.h>
int pthread_key_create(pthread_key_t *key,void (*destr_function)(void *));
int pthread_setspecific(pthread_key_t key,const void *pointer));
void *pthread_getspecific(pthread_key_t key);
int pthread_key_delete(pthread_key_t key);
    pthread_key_create：從Linux的TSD池中分配一項，將其值賦給key供以後訪問使用，它的第一個參數key為指向索引值的指標，第二個參數為一個函數指標，如果指標不為空白，則線上程退出時將以key所關聯的資料為參數調用destr_function()，釋放分配的緩衝區。
    key一旦被建立，所有線程都可以訪問它，但各線程可以根據自己的需要往key中填入不同的值，這就相當於提供了一個同名而不同值的全域變數，一鍵多值。一鍵多值靠的是一個關鍵資料結構數組，即TSD池其結構如下：
static struct pthread_key_struct pthread_keys[PTHREAD_KEYS_MAX] ={{0,NULL}};
    建立一個TSD就相當於將結構數組中的某一項設定為“in_use”，並將其索引返回給＊key，然後設定destructor函數destr_function。
    pthread_setspecific：該函數將pointer的值（不是內容）與key相關聯。用pthread_setspecific為一個鍵指定新的線程資料時，線程必須先釋放原有的線程資料用以回收空間。
    pthread_getspecific：通過該函數得到與key相關聯的資料。
    pthread_key_delete：該函數用來刪除一個鍵，鍵所佔用的記憶體將被釋放。需要注意的是，鍵佔用的記憶體被釋放，與該鍵關聯的線程資料所佔用的記憶體並不被釋放。因此，線程資料的釋放必須在釋放鍵之前完成。
    例8－4將實現如何建立和使用線程的私人資料，具體代碼如下所示。
    例8－4
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

pthread_key_t key;

void * thread2(void *arg)
{
int tsd = 5;
printf("thread %d is running/n",pthread_self());
pthread_setspecific(key,(void *)tsd);
printf("thread %d returns %d/n",pthread_self(),pthread_getspecific(key));
}

void * thread1(void *arg)
{
int tsd = 0;
pthread_t thid2;

printf("thread %d is running/n",pthread_self());
pthread_setspecific(key,(void *)tsd);
pthread_create(&thid2,NULL,thread2,NULL);
sleep(2);
printf("thread %d return %d/n",pthread_self(),pthread_getspecific(key));
}

int main(void)
{
pthread_t thid1;
printf("main thread begins running/n");
pthread_key_create(&key,NULL);
pthread_create(&thid1,NULL,thread1,NULL);
sleep(5);
pthread_key_delete(key);
printf("main thread exit/n");
return 0;
}
    編譯並執行，結果如下：
$ gcc -o 8-4 8-4.c -g -l pthread
$ ./8-4
main thread begins running
thread -1209746544 is running
thread -1218139248 is running
thread -1218139248 returns 5
thread -1209746544 return 0
main thread exit
    程式說明：程式中，主線程建立了線程thread1，線程thread1建立了線程thread2。兩個線程分別將tsd作為線程私人資料。從程式運行結果可以看出，兩個線程tsd的修改互不干擾，可以看出thread2先於thread1結束，線程在建立thread2後，睡眠3s等待thread2執行完畢。主線程睡眠5s等待thread1結束。可以看出thread2對tsd的修改並沒影響到thread1的tsd的取值。