系统程序员成长计划-内存管理(二)

线程局部存储(TLS)

同一个进程中的多个线程，它们的内存空间是共享的（栈除外），一个线程对内存的修改，对所有线程都有效。这是一个优点也是一个缺点。说它是优点，线程间的数据交换快捷高效。说它是缺点，一个线程死掉了，其它线程也性命不保。

在unix下，大家一直都对线程不太感兴趣，直到很晚以后才引入真正的线程。像X Sever要同时处理N个客户端的连接，每秒钟要响应上百万个请求，开发人员宁愿自己实现调度机制也不用线程。再如Apache(1.3x)，在unix下的实现也是采用多进程的。

正如《unix编程艺术》中所说，线程局部存储的出现，使得这种情况出现了转机。采用线程局部存储，每个线程有一定的私有空间。这可以避免部分无意的破坏（当然无法避免有意的破坏行为），也省去线程访问共享数据时出现的问题。

其实这完全是因为unix程序不喜欢面向对象方法引起的，数据没有很好的封装起来，全局变量满天飞，在多线程情况下自然容易出问题。如果采用面向对象的方法，情况将会大为改观，而无需要线程局部存储来帮忙。

不过，多一种技术就多一种选择，知道线程局部存储肯定没有坏处。在有的情况下，没有线程局部存储，确实很难用其它办法实现。 比如，glibc会把最后一次操作的错误码记录在errno变量里，如果不采用线程局部存储，在多线程的情况下，当前线程取的errno可能不是自己上一次操作的错误码。

线程局部存储在不同的平台有不同的实现，可移植性不太好。幸好要实现线程局部存储并不难，最简单的办法就是建立一个全局表，通过当前线程ID去查询相应的数据，因为各个线程的ID不同，查到的数据自然也不同了。

大多数平台都提供了线程局部存储的方法，无需要我们自己去实现，在Linux下有两种方法可以实现线程局部存储。

方法一： 使用pthread的函数

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

示例：

static pthread_key_t key;
static pthread_once_t key_once = PTHREAD_ONCE_INIT; 

static void make_key(void)
{
    pthread_key_create(&key, NULL); 

    return;
} 

void* thread_entry(void* param)
{
    pthread_once(&key_once, make_key); 

    if (pthread_getspecific(key) == NULL)
    {
        pthread_setspecific(key, (void*)pthread_self());
    } 

    printf("data=%u/n", pthread_getspecific(key)); 

    return NULL;
}

pthread_once保证make_key只被执行一次。

方法二： 使用编译器扩展

示例：

__thread int i;

后者使用起来方便很多，但前者的好处是移植比较方便，即使编译器不支持，也可以自己封装相应的函数。