線程控制－－私有數據

   在多線程環境下，進程內的所有線程共享進程的數據空間，因此全局變量爲所有線程共有。在程序設計中有時需要保存線程自己的全局變量，這種特殊的變量僅在某個線程內部有效。如常見的變量errno，它返回標準的出錯代碼。errno不應該是一個局部變量，幾乎每個函數都應該可以訪問它；但它又不能作爲一個全局變量，否則在一個線程裏輸出的很可能是另一個線程的出錯信息，這個問題可以通過創建線程的私有數據（Thread-specific Data，或TSD）來解決。在線程內部，線程私有數據可以被各個函數訪問，但它對其他線程是屏蔽的。

   線程私有數據採用了一種被稱爲一鍵多值的技術，即一個鍵對應多個數值。訪問數據時都是通過鍵值來訪問，好像是對一個變量進行訪問，其實是在訪問不同的數據。使用線程私有數據時，首先要爲每個線程數據創建一個相關聯的鍵。在各個線程內部，都使用這個公用的鍵來指代線程數據，但是在不同的線程中，這個鍵代表的數據是不同的。

   操作線程私有數據的函數主要有4個：

   int pthread_key_create(pthread_key_t *key,void (*destr_function)(void *));

   int pthread_setspecific(pthread_key_t key,const void *pointer));

   void *pthread_getspecific(pthread_key_t key);

   int pthread_key_delete(pthread_key_t key);

   pthread_key_create：從Linux的TSD池中分配一項，將其值賦給key供以後訪問使用，它的第一個參數key爲指向鍵值的指針，第二個參數爲一個函數指針，如果指針不爲空，則在線程退出時將以key所關聯的數據爲參數調用destr_function()，釋放分配的緩衝區。key一旦被創建，所有線程都可以訪問它，但各線程可以根據自己的需要往key中填入不同的值，這就相當於提供了一個同名而不同值的全局變量，一鍵多值。一鍵多值靠的是一個關鍵數據結構數組，即TSD池其結構如下：

static struct pthread_key_struct pthread_keys[PTHREAD_KEYS_MAX] ={{0,NULL}}; 

    創建一個TSD就相當於將結構數組中的某一項設置爲“in_use”，並將其索引返回給＊key，然後設置destructor函數destr_function。

    pthread_setspecific：該函數將pointer的值（不是內容）與key相關聯。用pthread_setspecific爲一個鍵指定新的線程數據時，線程必須先釋放原有的線程數據用以回收空間。

    pthread_getspecific：通過該函數得到與key相關聯的數據。

    pthread_key_delete：該函數用來刪除一個鍵，鍵所佔用的內存將被釋放。需要注意的是，鍵佔用的內存被釋放，與該鍵關聯的線程數據所佔用的內存並不被釋放。因此，線程數據的釋放必須在釋放鍵之前完成。

    例8－4將實現如何創建和使用線程的私有數據，具體代碼如下所示。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

pthread_key_t key;

void * thread2(void *arg)
{
   int tsd = 5;
   printf("thread %d is running\n",pthread_self());
   pthread_setspecific(key,(void *)tsd);
   printf("thread %d returns %d\n",pthread_self(),pthread_getspecific(key));
}

void * thread1(void *arg)
{
   int tsd = 0;
   pthread_t thid2;

   printf("thread %d is running\n",pthread_self());
   pthread_setspecific(key,(void *)tsd);
   pthread_create(&thid2,NULL,thread2,NULL);
   sleep(2);
   printf("thread %d return %d\n",pthread_self(),pthread_getspecific(key));
}

int main(void)
{
   pthread_t thid1;
   printf("main thread begins running\n");
   pthread_key_create(&key,NULL);
   pthread_create(&thid1,NULL,thread1,NULL);
   sleep(5);
   pthread_key_delete(key);
   printf("main thread exit\n");
   return 0;
}

編譯並執行，結果如下：
$ gcc -o 8-4 8-4.c -g -l pthread
$ ./8-4
main thread begins running
thread -1209746544 is running
thread -1218139248 is running
thread -1218139248 returns 5
thread -1209746544 return 0
main thread exit
程序說明：程序中，主線程創建了線程thread1，線程thread1創建了線程thread2。兩個線程分別將tsd作爲線程私有數據。從程序運行結果可以看出，兩個線程tsd的修改互不干擾，可以看出thread2先於thread1結束，線程在創建thread2後，睡眠3s等待thread2執行完畢。主線程睡眠5s等待thread1結束。可以看出thread2對tsd的修改並沒影響到thread1的tsd的取值。