c - 使全局静态变量多线程安全

Question

我在 C 库中有全局静态变量，它们在多线程运行中生成异常。我需要以某种方式使它们安全（即，每个线程应该与这些变量的不同实例相关）。有什么推荐的方法吗？

Answer 1

没有适用于所有 C 实现的标准方法，但存在特定于实现的解决方案。例如，使用 Microsoft 的编译器（请参阅文档），

__declspec( thread ) int tls_i = 1;

活在线程本地存储中tls_i（每个线程都有自己的这个变量的单独实例）。使用gcc，语法是

__thread int tls_i;

您可能还想查看有关该主题的维基百科条目。

Answer 2

第一个问题：

• 线程需要自己的变量副本吗？
• 还是他们需要协调对单个共享副本的访问？

如果您需要前者，其他答案已经对“线程本地存储”提出了建议。

如果您需要后者，那么您需要以某种方式确保这些变量上有适当的互斥锁（互斥锁的范围是您面临的问题之一），并且线程都使用互斥锁并释放互斥锁。这更棘手。您甚至可能需要提供控制对变量的访问的函数。

标准变量errno可以是可修改的左值：

extern int *_errno_func(void);
#define errno (*(_errno_func)())

在线程应用程序（使用 -DREENTRANT 编译）中，会发生这种情况；在 MacOS X 上，这似乎是无论如何都会发生的事情（它们使用名称__error而不是_errno_func; 两者都在实现的命名空间中）。

您可能想要或最终不得不为您的变量做类似的事情。您说它们是静态的这一事实使情况有所改善。您只有一个文件要处理（除非您足够粗心，将指向这些变量的指针传回 - 或 on - ）。

Answer 3

您需要的是TLS(Thread Local Storage)，也称为线程特定数据或线程私有数据。这种机制可以保证每个线程访问自己单独的数据副本，而不用担心与其他线程同步访问。

---

使用 TLS 有两种方法：

1. 隐式：使用关键字

   Windows: __declspec(thread) int tls_var = 10;

   带有 GCC 的 Linux： __thread int tls_var = 10

2. 显式：使用特定的 TLS 相关 API

   视窗：

   tlsAlloc()：为tls数据分配内存
   tlsFree()：释放tls数据的内存
   TlsSetValue():设置 tls 的值
   TlsGetValue():获取 tls 的值

   有关详细信息，请参阅 MSDN。

   带有 GCC 的 Linux：

   pthread_key_create() : 创建 tls 数据
   pthread_key_delete() : 破坏 tls 数据
   pthread_getspecific() : 获取 tls 的值
   pthread_setspecific (): 设置 tls 的值
   转到手册页以获取具体和详细的​​信息。

Answer 4

大多数编译器都有一些指定线程本地存储的方法。假设它可用，这就是你想要的。