LInux多线程编程----线程特定数据的处理函数

1、pthread_key_t和pthread_key_create()

    线程中特有的线程存储， Thread Specific Data 。线程存储有什么用了？他是什么意思了？大家都知道，在多线程程序中，所有线程共享程序中的变量。现在有一全局变量，所有线程都可以使用它，改变它的值。而如果每个线程希望能单独拥有它，那么就需要使用线程存储了。表面上看起来这是一个全局变量，所有线程都可以使用它，而它的值在每一个线程中又是单独存储的。这就是线程存储的意义。
   线程存储的具体用法：

 （1）创建一个类型为 pthread_key_t 类型的变量。

 （2）调用 pthread_key_create() 来创建该变量。该函数有两个参数，第一个参数就是上面声明的 pthread_key_t 变量，第二个参数是一个清理函数，用来在线程释放该线程存储的时候被调用。该函数指针可以设成 NULL ，这样系统将调用默认的清理函数。

 （3）当线程中需要存储特殊值的时候，可以调用 pthread_setspcific() 。该函数有两个参数，第一个为前面声明的 pthread_key_t 变量，第二个为 void* 变量，这样你可以存储任何类型的值。

 （4）如果需要取出所存储的值，调用 pthread_getspecific() 。该函数的参数为前面提到的 pthread_key_t 变量，该函数返回 void * 类型的值。

2、pthread_once 和 pthread_key

    一次性初始化

    有时候我们需要对一些posix变量只进行一次初始化，如线程键（我下面会讲到）。如果我们进行多次初始化程序就会出现错误。

    在传统的顺序编程中，一次性初始化经常通过使用布尔变量来管理。控制变量被静态初始化为0，而任何依赖于初始化的代码都能测试该变量。如果变量值仍然为0，则它能实行初始化，然后将变量置为1。以后检查的代码将跳过初始化。

    但是在多线程程序设计中，事情就变的复杂的多。如果多个线程并发地执行初始化序列代码，可能有2个线程发现控制变量为0，并且都实行初始化，而该过程本该仅仅执行一次。

   如果我们需要对一个posix变量静态的初始化，可使用的方法是用一个互斥量对该变量的初始话进行控制。但有时候我们需要对该变量进行动态初始化，pthread_once就会方便的多。 

   有些事需要一次且仅需要一次执行。通常当初始化应用程序时，可以比较容易地将其放在main函数中。但当你写一个库时，就不能在main里面初始化了，你可以用静态初始化，但使用一次初始化（pthread_once_t）会比较容易些。

3、示例代码及运行结果：

/*
 * ThreadSpecificData.c
 *
 *  Created on: Aug 11, 2013
 *      Author: root
 */
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

#if 0
char * str_accumulate(char *s){
    static char accu[1024] = {0};
    strcat(accu, s);
    return accu;
}
#endif

static pthread_key_t str_key;
static pthread_once_t str_alloc_key_once = PTHREAD_ONCE_INIT;
static void str_alloc_key();
static void str_alloc_destroy_accu(void * accu);
char * str_accumulate(const char *s){
    char * accu;
    pthread_once(&str_alloc_key_once, str_alloc_key);
    accu = (char*)pthread_getspecific(str_key);
    if(accu == NULL){
        accu = malloc(1024);
        if(accu == NULL) return NULL;
        accu[0] = 0;
        pthread_setspecific(str_key, (void*)accu);
        printf("Thread %lx:allocating buffer at %p
", pthread_self(), accu);
    }
    strcat(accu, s);
    return accu;
}

static void str_alloc_key(){
    pthread_key_create(&str_key, str_alloc_destroy_accu);
    printf("Thread %lx:allocated key %d
", pthread_self(), str_key);
}

//thread specific data is NULL, this function will be called by this thread.
static void str_alloc_destroy_accu(void *accu){
    printf("Thread %lx:freeing buffer at %p
", pthread_self(), accu);
    free(accu);
}
void * process(void * arg){
    char * str;
    str = str_accumulate("Result of ");
    str = str_accumulate((char*)arg);
    str = str_accumulate(" thread");
    printf("Thread %lx:"%s"
", pthread_self(), str);
    return NULL;
}

int main(){
    char * str;
    pthread_t th1,th2;
    str = str_accumulate("Main process Result of");
    pthread_create(&th1, NULL, process, (char*)"first");
    pthread_create(&th2, NULL, process, (char*)"second");
    str = str_accumulate("initial thread");
    printf("Thread %lx:"%s"
", pthread_self(), str);
    pthread_join(th1, NULL);
    pthread_join(th2, NULL);
    return 0;
}

   运行结果是:

Thread b757b6c0:allocated key 0
Thread b757b6c0:allocating buffer at 0x9a99008
Thread b757b6c0:"Main process Result ofinitial thread"
Thread b6d79b40:allocating buffer at 0xb6400468
Thread b6d79b40:"Result of second thread"
Thread b6d79b40:freeing buffer at 0xb6400468
Thread b757ab40:allocating buffer at 0xb6400468
Thread b757ab40:"Result of first thread"
Thread b757ab40:freeing buffer at 0xb6400468