Gleichzeitige C++-Programmierung: Wie nutzt man Thread-lokalen Speicher?

Thread-Local Storage (TLS) in C++ bietet einen Mechanismus zum Verwalten privater Daten für jeden Thread in einer Multithread-Umgebung und stellt sicher, dass sich auch dann nicht gegenseitig stören, wenn mehrere Threads gleichzeitig auf die Variable zugreifen. Durch die Deklaration einer lokalen Variablen mit dem Schlüsselwort thread_local wird in jedem Thread eine separate Instanz der Variablen erstellt, wodurch die Datenisolation gewährleistet wird. Dieser Mechanismus kann verwendet werden, um Thread-spezifische Zähler, Statusflags und andere private Daten zu verwalten und so Datenwettlaufprobleme bei der Multithread-Programmierung zu vermeiden.

C++-Parallelprogrammierung: Thread-lokalen Speicher nutzen

Thread-lokaler Speicher (TLS) ist ein Mechanismus zum Verwalten privater Daten für jeden Thread in einer Multithread-Umgebung. In C++ kann TLS über das Schlüsselwort thread_local implementiert werden. thread_local 关键字实现 TLS。

作用原理

thread_local 声明用于声明一个局部变量，该变量在每个线程中具有单独的实例。当访问该变量时，编译器将生成一个线程特定的存储位置，并且变量的值将仅存储在该位置。这确保了即使来自不同线程的多个线程正在同时访问该变量，它们也不会彼此干扰。

语法

语法如下：

thread_local <type> variable;

其中：

• type 是变量的类型。
• variable 是变量的名称。

实战案例

我们来看一个用 TLS 在多线程应用程序中计算全局计数器的示例：

// 定义一个全局计数器变量，没有任何线程安全保护
int global_counter = 0;

// 定义一个线程局部计数器变量
thread_local int thread_local_counter = 0;

// 执行增加计数器的线程函数
void increment_counter() {
  // 增加全局计数器
  global_counter++;

  // 增加线程局部计数器
  thread_local_counter++;
}

int main() {
  // 创建多个线程
  std::vector<std::thread> threads;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    threads.push_back(std::thread(increment_counter));
  }

  // 等待所有线程完成
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
  }

  // 输出结果
  std::cout << "Global counter: " << global_counter << std::endl; // 可能不是预期的值
  std::cout << "Thread local counter: " << thread_local_counter << std::endl; // 将输出每个线程的局部计数器值
}

在这个示例中，global_counter 可能会有并发的访问问题，导致不准确的结果。而 thread_local_counter

🎜Wie es funktioniert🎜🎜🎜thread_local-Deklaration wird verwendet, um eine lokale Variable zu deklarieren, die in jedem Thread eine separate Instanz hat. Wenn auf die Variable zugegriffen wird, generiert der Compiler einen Thread-spezifischen Speicherort und der Wert der Variablen wird nur an diesem Ort gespeichert. Dadurch wird sichergestellt, dass sich mehrere Threads aus verschiedenen Threads, die gleichzeitig auf die Variable zugreifen, nicht gegenseitig stören. 🎜🎜🎜Grammatik🎜🎜🎜Die Syntax lautet wie folgt: 🎜rrreee🎜wobei: 🎜

• type der Typ der Variablen ist.
• variable ist der Name der Variablen.

🎜🎜Praktischer Fall🎜🎜🎜Sehen wir uns ein Beispiel für die Berechnung eines globalen Zählers in einer Multithread-Anwendung mit TLS an: 🎜rrreee🎜In diesem Beispiel kann global_counter sein Es treten gleichzeitig Zugriffsprobleme auf, die zu ungenauen Ergebnissen führen. Und thread_local_counter stellt sicher, dass jeder Thread eine separate Zählerinstanz hat und es keine Datenwettlaufprobleme gibt. 🎜

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