C++編譯器如何在C++ 0x中實現線程本地存儲？

Question

C++編譯器如何在C++中實現線程本地存儲0x

我已經在谷歌搜索了這個。但我無法找到任何有關此事的信息。

有沒有人有關於此？

Answer 1

請仔細閱讀Wikipedia entry。

線程本地存儲並不是C++特有的東西。有時候會有不同的名稱，比如「TLS」（只是線程本地存儲的縮寫）或「線程專用存儲」（TSS）。

大多數操作系統都提供API來訪問每線程存儲。例如，Windows有一個以「TLS」開頭的bunch of API functions。在底層，Win32爲各種線程數據保留了一個特殊區域，包括用戶線程本地存儲，可通過特定CPU寄存器（x86上的FS）訪問。 Linux通過pthread API提供線程特定的存儲，其名稱如pthread_key_create，這些通常使用類似的技術實現。

操作系統可能根本不提供任何支持。但是，如果操作系統通過API提供了一個獨立於進程的線程ID，那麼C++運行時庫可以在內部維護一些概念上的內容，如std::map<thread_id, per_thread_storage>。當然，那麼per_thread_storage是什麼問題。如果一個程序是靜態鏈接的，它可能就像是一個指向一個大型結構的指針，所有的線程局部存儲變量都在程序中聲明爲元素。這是一個過分簡單化，但你得到的一般想法。

訪問線程本地存儲變量顯然不僅僅是一個直接的內存讀取或寫入。這可能比這更有意義。如果你打算在一個特定的函數中使用線程本地/特定存儲，我建議你先將線程本地存儲指針複製到一個局部變量中。

Answer 2

全局變量（或可寫靜態數據 - WSD）通常存儲在獨立於堆棧，堆和代碼的內存塊中。在可執行文件的代碼開始運行之前，會創建並初始化WSD塊。

C++ 0x引入了thread_local關鍵字，它確保每個線程創建一個單獨的全局變量實例。問題是每個線程需要加載一個不同的塊。

下一個難點是變量的地址在鏈接時不固定，並且對於每個線程都不相同。

圍繞此問題有兩種方法。一種是讓編譯器生成一個函數調用以獲得正確的塊，而另一種是更改ABI以將TLS塊存儲在其中一個處理器寄存器中。然後可以使用偏移來訪問正確的thread_local變量。

這與操作系統存儲單個void*值的庫支持不同，該值可用於存儲指向已在進程堆上分配的線程本地塊的指針。

如果你想血淋淋的細節看here。

Answer 3

您可以使用boost::thread在不同平臺上可移植地處理TLS。每個代碼的實現都在代碼中，並且可以幫助您瞭解不同的系統如何處理這個區域。