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）。任何推荐的方法？

Answer 1

没有标准方法适用于所有C实现，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the docs），

__declspec( thread ) int tls_i = 1;

使tls_i存在于线程本地存储中（每个线程都有自己独立的此变量实例）。使用gcc时，语法为

__thread int tls_i;

您可能还想查看主题的wikipedia entry。

Answer 2

第一个问题：

• 线程需要自己的变量副本吗？
• 或者他们是否需要协调对单个共享副本的访问？

如果你需要前者，其他答案就“线程本地存储”提出了建议。

如果你需要后者，那么你需要以某种方式确保这些变量上有一个合适的互斥锁（互斥锁的范围是你面临的问题之一），并且线程都使用互斥锁，并释放互斥体。这比较棘手。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，无论如何它似乎都会发生（它们使用名称__error而不是_errno_func;两者都在实现的命名空间中。

您可能希望或最终必须为您的变量做类似的事情。你说它们是静态的这一事实可以改善一些事情。你只有一个文件要处理（除非你不小心传回 - 或指向那些变量的指针）。

Answer 3

您需要的是 TLS（线程本地存储），也称为线程特定数据或线程专用数据。这种机制可以保证每个线程访问自己独立的数据副本，而不必担心与其他线程同步访问。

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使用TLS有两种方法：

1. 隐含：使用关键字

   Windows： __declspec（thread）int tls_var = 10;

   使用GCC的Linux： __thread int tls_var = 10

2. 明确：使用特定的TLS相关API

   <强>窗：     

   TlsAlloc（）：为tls数据分配内存
   TlsFree（）：释放tls数据的内存
   TlsSetValue（）：设置tls'值
   TlsGetValue（）：获取tls'值

   有关详细信息，请参阅MSDN。

   LInux与GCC：     

   pthread_key_create（）：创建tls数据
   pthread_key_delete（）：将tls数据存入
   pthread_getspecific（）：获取tls'的值
   pthread_setspecific （）：设置tls'的值
   转到联机帮助页以获取具体和详细信息。

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，那就是你想要的。