fork安全的gettid高效实现

进程有id，可以通过getpid()获得，线程也有id，但是glibc没有提供封装。需要自己发出系统调用。在关键路径，系统调用还是对性能有影响的。因此我们可以想到类似glibc对getpid做的cache化封装，用thread local的方式缓存每个线程的id，每个线程只有第一次调用gettid时才真正发起系统调用。

#include <stdio.h>
#include <syscall.h>
#include <unistd.h>

pid_t gettid() {
    static __thread pid_t cached_tid;
    if (cached_tid == 0) {
        cached_tid = syscall(SYS_gettid);
    }
    return cached_tid;
}

这段代码运行的很好，直到遇到fork。在我看来，fork是单线程时代的东西，与多线程格格不入，所以我们的代码中很少用到。其实这个问题除了对调用fork的线程来说是诡异的，因为fork时，其他线程是不会被fork的。但是对于主线程或者单线程程序，这个问题也还是存在的，存在就不爽。

或许可以想到用pthread_atfork来做这个事情，其原型是这样的。

int pthread_atfork(void (*prepare)(void), void (*parent)(void), void (*child)(void));

文档说，child会在子进程中被调用。但是这里有个问题，cached_tid是线程局部变量，每个线程里的地址是不一样的，而child函数不支持传地址，难道我们要用动态生成代码(thunk)的猥琐方式？

其实不必那么复杂，虽然glibc缓存了getpid，但是fork后getpid是会变的，因此我们可以在每次调用时再多比较一下pid是否发生了变化：

pid_t gettid() {
    static __thread pid_t cached_pid;
    static __thread pid_t cached_tid;
    pid_t pid = getpid();
    if (cached_pid != pid || cached_tid == 0) {
        cached_pid == pid;
        cached_tid = syscall(SYS_gettid);
    }
    return cached_tid;
}

getpid是高效的，因此这段代码也是高校的。

查阅glibc的源代码，getpid是从当前线程控制块里读取的，其实里面也有线程id，但是glibc却迟迟不肯提供封装，让我想起了一句话，程序员何苦为难程序员。

测一下：

int main() {
    printf("Parent: pid=%d, tid=%d
", getpid(), gettid());
    if (fork() == 0) {
        printf("Child: pid=%d, tid=%d
", getpid(), gettid());
    } else {
        printf("Parent after fork: pid=%d, tid=%d
", getpid(), gettid());
    }
}

Parent: pid=10776, tid=10776
Parent after fork: pid=10776, tid=10776
Child: pid=10777, tid=10777

行为符合预期。