深入理解线程局部存储

在多线程应用程序中，多个线程通常会共享同一进程中的全局变量，这可能导致并发访问时的数据竞争和不一致问题。为了确保每个线程都能拥有独立的变量副本，避免这些问题，Linux引入了线程局部存储（Thread Local Storage, TLS）机制。

TLS允许创建一个看似全局的变量，但实际上每个线程都有其自己的私有副本。这样，虽然所有线程都可以访问这个变量，但每个线程看到的值是不同的，从而避免了并发访问带来的风险。

具体实现方法如下：

1. 声明一个类型为pthread_key_t的键值变量。

2. 调用pthread_key_create()函数创建该键值。此函数接收两个参数：第一个是之前声明的pthread_key_t变量，第二个是一个可选的清理函数指针（用于在线程退出时释放资源）。如果不需要自定义清理操作，可以将此参数设为NULL。

3. 使用pthread_setspecific()函数为当前线程设置特定的值。此函数接收两个参数：键值和要存储的值（以void*形式传递），支持存储任意类型的数据。

4. 通过调用pthread_getspecific()函数获取当前线程存储的值。该函数仅需传入键值作为参数，并返回void*类型的值。

5. 当不再需要某个键值时，可以调用pthread_key_delete()函数来销毁它。需要注意的是，此操作不会检查是否有线程正在使用该键值，也不会触发清理函数，只是简单地释放资源以便后续重用。

以下是这些函数的原型定义：

int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value);
void* pthread_getspecific(pthread_key_t key);
int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void (*destructor)(void*));
int pthread_key_delete(pthread_key_t key);

下面是一个简单的例子，演示如何使用TLS：

#include 
#include 

static pthread_key_t thread_key;

void* thread_function(void* args) {
    pthread_t spid = pthread_self();
    pthread_setspecific(thread_key, (void *)spid);
    pthread_t gpid = (pthread_t)pthread_getspecific(thread_key);
    printf("set: %lu, get: %lu, %s\n", spid, gpid, (spid == gpid ? "equal" : "not equal"));
    return NULL;
}

int main(int argc, char** argv) {
    int i;
    pthread_t threads[5];
    pthread_key_create(&thread_key, NULL);
    for (i = 0; i <5; ++i) {
        pthread_create(&(threads[i]), NULL, thread_function, NULL);
    }
    for (i = 0; i <5; ++i) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    pthread_key_delete(thread_key);
    return 0;
}

关于pthread_key_t和pthread_key_create()的使用说明
Linux多线程编程学习指南