变量生命符thread

变量生命符thread_local

news2024/11/18 17:43:37

thread_local是c++11为线程安全引进的变量声明符。

thread_local是一个存储器指定符：

所谓存储器指定符，其作用类似命名空间，指定了变量名的存储期以及链接方式。同类型的关键字还有：

static：静态或者线程存储期，同时指示是内部链接
extern：静态或线程存储期，同时提示是外部链接；
thread_local：线程存储期；
mutable：不影响存储期或链接

线程存储期：对象的存储在线程开始时分配，而在线程结束时解分配。每个线程拥有其自身的对象实例。唯有声明为 thread_local 的对象拥有此存储期。 thread_local 能与 static 或 extern 一同出现，以调整链接。

thread_local作为全局变量:

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>

std::mutex _mutex;   

thread_local int x = 1;

void thread_func(const std::string& thread_name) {
    for (int i = 0; i < 50; i++) {
        x++;
        std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
        std::cout << "thread[" << thread_name << "]: x = " << x << std::endl;
    }
}

int main() {
    std::thread t1(thread_func, "1");
    std::thread t2(thread_func, "2");
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

打印结果：

每个线程都拷贝了一份thread_local，所以它们各自互不干扰，去掉thread_local的打印如下：

两个线程共享一个全局变量，最终结果打印为101；

thread_local作为局部变量：

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>

std::mutex _mutex;    //方便多线程打印

void thread_func(const std::string& thread_name) {
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        thread_local  int x = 1;  //只在每个线程创建时初始化一次
        x++;
        std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
        std::cout << "thread[" << thread_name << "]: x = " << x << std::endl;
    }
}

int main() {
    std::thread t1(thread_func, "1");
    std::thread t2(thread_func, "2");
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

打印结果为：

说明x仅在线程创建的时候初始化了一次。这个让我想到了static的局部变量。

thread_local作为类的变量：

thread_local 作为类成员变量时必须是 static 。

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
std::mutex _mutex;    //方便多线程打印


class B {
public:
    B() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
        std::cout << "create B" << std::endl;
    }
    ~B() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
        std::cout << "destroy B" << std::endl;
    }
    thread_local static int b_key;
    int b_value = 24;
    static int b_static;
};

thread_local int B::b_key = 12;

int B::b_static = 36;

void thread_func(const std::string& thread_name) {
    B b;
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        b.b_key--;
        b.b_value--;
        B::b_static--;   // not thread safe
        std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
        std::cout << "thread[" << thread_name << "]: b_key:" << b.b_key << ", b_value:" << b.b_value << ", b_static:" << b.b_static << std::endl;
        std::cout << "thread[" << thread_name << "]: B::key:" << B::b_key << ", b_value:" << b.b_value << ", b_static: " << B::b_static << std::endl;
    }
    return;
}

int main() {
    std::thread t1(thread_func, "1");
    std::thread t2(thread_func, "2");
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

b_key的打印值和b_value,因为b_key是属于线程的，每个线程一份；而b_value是也是在类中定义的，每个线程一个类实例；但是b_static则是数据所有线程的；

打印结果如下：