java 线程局部存储,转载boost::thread简要分析(3):线程局部存储及其它
多线程编程中还有一个重要的概念:Thread Local Store(TLS,线程局部存储),在boost中,TLS也被称作TSS,Thread Specific Storage。
boost::thread库为我们提供了一个接口简单的TLS的面向对象的封装,以下是tss类的接口定义:
class tss
{
public:
tss(boost::function1* pcleanup);
void* get() const;
void set(void* value);
void cleanup(void* p);
};
分别用于获取、设置、清除线程局部存储变量,这些函数在内部封装了TlsAlloc、TlsGetValue、TlsSetValue等API操作,将它们封装成了OO的形式。
但boost将该类信息封装在detail名字空间内,即不推荐我们使用,当需要使用tss时,我们应该使用另一个使用更加方便的类:thread_specific_ptr,这是一个智能指针类,该类的接口如下:
class thread_specific_ptr : private boost::noncopyable // Exposition only
{
public:
// construct/copy/destruct
thread_specific_ptr();
thread_specific_ptr(void (*cleanup)(void*));
~thread_specific_ptr();
// modifier functions
T* release();
void reset(T* = 0);
// observer functions
T* get() const;
T* operator->() const;
T& operator*()() const;
};
即可支持get、reset、release等操作。
thread_specific_ptr类的实现十分简单,仅仅为了将tss类“改装”成智能指针的样子,该类在其构造函数中会自动创建一个tss对象,而在其析构函数中会调用默认参数的reset函数,从而引起内部被封装的tss对象被析构,达到“自动”管理内存分配释放的目的。
以下是一个运用thread_specific_ptr实现TSS的例子:
#include #include #include #include
boost::mutex io_mutex;
boost::thread_specific_ptrptr; // use this method to tell that this member will not shared by all threads
struct count
{
count(int id) : id(id) { }
void operator()()
{
if (ptr.get() == 0) // if ptr is not initialized, initialize it
ptr.reset(new int(0)); // Attention, we pass a pointer to reset (actually set ptr)
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
(*ptr)++;
boost::mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
std::cout << id << ": " << *ptr << std::endl;
}
}
int id;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
boost::thread thrd1(count(1));
boost::thread thrd2(count(2));
thrd1.join();
thrd2.join();
return 0;
}
此外,thread库还提供了一个很有趣的函数,call_once,在tss::init的实现中就用到了该函数。
该函数的声明如下:
void call_once(void (*func)(), once_flag& flag);
该函数的Windows实现通过创建一个Mutex使所有的线程在尝试执行该函数时处于等待状态,直到有一个线程执行完了func函数,该函数的第二个参数表示函数func是否已被执行,该参数往往被初始化成BOOST_ONCE_INIT(即0),如果你将该参数初始化成1,则函数func将不被调用,此时call_once相当于什么也没干,这在有时候可能是需要的,比如,根据程序处理的结果决定是否需要call_once某函数func。
call_once在执行完函数func后,会将flag修改为1,这样会导致以后执行call_once的线程(包括等待在Mutex处的线程和刚刚进入call_once的线程)都会跳过执行func的代码。
需要注意的是,该函数不是一个模板函数,而是一个普通函数,它的第一个参数1是一个函数指针,其类型为void (*)(),而不是跟boost库的很多其它地方一样用的是function模板,不过这样也没有关系,有了boost::bind这个超级武器,想怎么绑定参数就随你的便了,根据boost的文档,要求传入的函数不能抛出异常,但从实现代码中好像不是这样。
以下是一个典型的运用call_once实现一次初始化的例子:
#include #include #include
int i = 0;
int j = 0;
boost::once_flag flag = BOOST_ONCE_INIT;
void init()
{
++i;
}
void thread()
{
boost::call_once(&init, flag);
++j;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
boost::thread thrd1(&thread);
boost::thread thrd2(&thread);
thrd1.join();
thrd2.join();
std::cout << i << std::endl;
std::cout << j << std::endl;
return 0;
}
结果显示,全局变量i仅被执行了一次++操作,而变量j则在两个线程中均执行了++操作。
其它
boost::thread目前还不十分完善,最主要的问题包括:没有线程优先级支持,或支持线程的取消操作等,而且,目前的实现机制似乎不大容易通过简单修改达到这一要求,也许将来的某个版本会在实现上出现较大调整,但目前支持的接口应该会相对保持稳定,目前支持的特性也还会继续有效。
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