这是个关于Posix线程编程的专栏。作者在阐明概念的基础上，将向您周详讲述Posix线程库API。本文是第2篇将向您讲述线程的创建和取消。

这是个关于Posix线程编程的专栏。作者在阐明概念的基础上，将向您周详讲述Posix线程库API。本文是第二篇将向您讲述线程的私有数据。

一．概念及作用
在单线程程式中，我们经常要用到"全局变量"以实现多个函数间共享数据。在多线程环境下，由于数据空间是共享的，因此全局变量也为任何线程所共有。但有时应用程式设计中有必要提供线程私有的全局变量，仅在某个线程中有效，但却能够跨多个函数访问，比如程式可能需要每个线程维护一个链表，而使用相同的函数操作，最简单的办法就是使用同名而不同变量地址的线程相关数据结构。这样的数据结构能够由Posix线程库维护，称为线程私有数据（Thread-specific Data，或TSD）。

二．创建和注销
Posix定义了两个API分别用来创建和注销TSD：

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

该函数从TSD池中分配一项，将其值赋给key供以后访问使用。假如destr_function不为空，在线程退出（pthread_exit()）时将以key所关联的数据为参数调用destr_function()，以释放分配的缓冲区。

不论哪个线程调用pthread_key_create()，所创建的key都是任何线程可访问的，但各个线程可根据自己的需要往key中填入不同的值，这就相当于提供了一个同名而不同值的全局变量。在LinuxThreads的实现中，TSD池用一个结构数组表示：

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

创建一个TSD就相当于将结构数组中的某一项配置为"in_use"，并将其索引返回给*key，然后配置destructor函数为destr_function。

注销一个TSD采用如下API：

int pthread_key_delete(pthread_key_t key)

这个函数并不检查当前是否有线程正使用该TSD，也不会调用清理函数（destr_function），而只是将TSD释放以供下一次调用pthread_key_create()使用。在LinuxThreads中，他还会将和之相关的线程数据项设为NULL（见"访问"）。

三．访问
TSD的读写都通过专门的Posix Thread函数进行，其API定义如下：

int  pthread_setspecific(pthread_key_t  key,  const   void  *pointer)

void * pthread_getspecific(pthread_key_t key)


写入（pthread_setspecific()）时，将pointer的值（不是所指的内容）和key相关联，而相应的读出函数则将和key相关联的数据读出来。数据类型都设为void *，因此能够指向任何类型的数据。

在LinuxThreads中，使用了一个位于线程描述结构（_pthread_descr_struct）中的二维void *指针数组来存放和key关联的数据，数组大小由以下几个宏来说明：

#define PTHREAD_KEY_2NDLEVEL_SIZE       32

#define PTHREAD_KEY_1STLEVEL_SIZE   

((PTHREAD_KEYS_MAX   PTHREAD_KEY_2NDLEVEL_SIZE - 1)

/ PTHREAD_KEY_2NDLEVEL_SIZE)

    其中在/usr/include/bits/local_lim.h中定义了PTHREAD_KEYS_MAX为1024，因此一维数组大小为32。而具体存放的位置由key值经过以下计算得到：

idx1st = key / PTHREAD_KEY_2NDLEVEL_SIZE

idx2nd = key % PTHREAD_KEY_2NDLEVEL_SIZE


也就是说，数据存放和一个32×32的稀疏矩阵中。同样，访问的时候也由key值经过类似计算得到数据所在位置索引，再取出其中内容返回。

四．使用范例
以下这个例子没有什么实际意义，只是说明如何使用，连同能够使用这一机制达到存储线程私有数据的目的。

#include <stdio.h>

#include <pthread.h>



pthread_key_t   key;



void echomsg(int t)

{

        printf("destructor excuted in thread %d,param=%dn",pthread_self(),t);

}



void * child1(void *arg)

{

        int tid=pthread_self();

        printf("thread %d entern",tid);

        pthread_setspecific(key,(void *)tid);

        sleep(2);

        printf("thread %d returns %dn",tid,pthread_getspecific(key));

        sleep(5);

}



void * child2(void *arg)

{

        int tid=pthread_self();

        printf("thread %d entern",tid);

        pthread_setspecific(key,(void *)tid);

        sleep(1);

        printf("thread %d returns %dn",tid,pthread_getspecific(key));

        sleep(5);

}



int main(void)

{

        int tid1,tid2;



        printf("hellon");

        pthread_key_create(&key,echomsg);

        pthread_create(&tid1,NULL,child1,NULL);

        pthread_create(&tid2,NULL,child2,NULL);

        sleep(10);

        pthread_key_delete(key);

        printf("main thread exitn");

        return 0;

}


给例程创建两个线程分别配置同一个线程私有数据为自己的线程ID，为了检验其私有性，程式错开了两个线程私有数据的写入和读出的时间，从程式运行结果能够看出，两个线程对TSD的修改互不干扰。同时，当线程退出时，清理函数会自动执行，参数为tid。