線程局部存儲

在一個線程修改的內存內容，對所有線程都生效。這是一個優點也是一個缺點。説它是優點，線程的數據交換變得非常快捷。説它是缺點，一個線程死掉了，其它線程也性命不保; 多個線程訪問共享數據，需要昂貴的同步開銷，也容易造成同步相關的BUG。

如果需要在一個線程內部的各個函數調用都能訪問、但其它線程不能訪問的變量（被稱為static memory local to a thread 線程局部靜態變量），就需要新的機制來實現。這就是TLS。

線程局部存儲在不同的平台有不同的實現，可移植性不太好。幸好要實現線程局部存儲並不難，最簡單的辦法就是建立一個全局表，通過當前線程ID去查詢相應的數據，因為各個線程的ID不同，查到的數據自然也不同了。但Windows系統採用了每個線程建線程專享的索引表，表的條目為線程局部存儲的地址。在線程執行的任何代碼處，都可以查詢本線程的這個索引表獲得要訪問的線程局部存儲的地址。

大多數平台都提供了線程局部存儲的方法，無需要我們自己去實現：

實現

int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void (*destructor)(void*));

int pthread_key_delete(pthread_key_t key);

void *pthread_getspecific(pthread_key_t key);

int pthread_setspecific(pthread_key_t key, const void *value);

實現

(Kernel32 API)

每個線程創建時系統給它分配一個LPVOID指針的數組（叫做TLS索引數組），這個數組從C編程角度是隱藏着的不能直接訪問(實際上該數組地址寫入了線程信息塊 thread information block，縮寫TIB或TEB)，需要通過一些Kernel32 API函數調用訪問。在進程內部創建、併發執行的各個線程，可以看作是執行相同動作（代碼是一樣的），但輸入的數據不同，所以輸出的結果數據也不同。因此各個線程使用的數據結構是相同的，只是有些變量是被所有的線程共享訪問，為進程全局變量；另外一些變量是由每個線程獨享訪問，即線程局部存儲。而每個線程局部存儲的地址需要存入該線程的TLS索引數組。

舉例説明：設每個線程都要使用線程私有的一個浮點型變量fvalue與一個長度為512個字節的緩衝區buf。需要在啓動這些線程前，在主進程中先為fvalue與buf兩個線程局部存儲變量在TLS索引數組申請兩個條目，假設為fvalue申請到第3號條目，為buf申請到第5號條目。也就是説，在任何一個線程內訪問該線程私有的fvalue，需要查詢該線程自己的TLS索引數組，其第3號條目存放的就是fvalue的地址。當然，啓動各個線程後還需要為線程私有的fvalue與buf從堆中申請到存儲空間，然後把fvalue與buf的地址登記入該線程的TLS索引數組的對應的第3號、第5號條目中，之後才能在該線程各處使用線程私有的fvalue與buf。

第一步，在主進程內調用TlsAlloc()函數，從將要啓動的每個線程的TLS索引數組中預定一個條目(slot），並返回該條目的序號：

DWORD global_dwTLS_fvalue = TLSAlloc();

注意，此步之後，變量( global_dwTLS_fvalue )保存的是分配得到的TLS索引數組的某個條目的序號，例如值為3。編程者在寫這個程序代碼時規定了這個變量( global_dwTLS_fvalue )保存了線程局部存儲fvalue在每個線程的TLS索引數組的對應條目的序號。變量( global_dwTLS_fvalue )是普通的全局變量，各個線程隨後只需要讀取它的值。類似的，另外一個線程局部存儲buf變量也需要定義一個變量( global_dwTLS_buf )並用TLSAlloc()初始化。

第二步，在每個進程執行的一開頭，從堆中動態分配一塊內存區域（使用LocalAlloc()函數調用）

void* p_fvalue = LocalAlloc(LPTR，sizeof(float));

然後使用TlsSetValue()函數調用，把這塊內存區域的地址存入TLS索引數組相應的條目中：

TlsSetValue( global_dwTLS_fvalue, p_fvalue);

第三步，在每個線程的任意執行位置，都可以通過該線程私有的TLS索引數組的相應條目，使用TlsGetValue()函數得到上一步的那塊內存區域的地址，然後就可以對該內存區域做讀寫操作了。這就實現了在一個線程內部處處可訪問的線程局部存儲。

LPVOID lpvData = TlsGetValue(global_dwTLS_fvalue);

*lpvData = (float) 3.1416; //應用該線程局部存儲

最後，如果不再需要上述線程局部靜態變量，要動態釋放掉這塊內存區域(使用LocalFree()函數)，這一般在線程即將結束時清理線程佔用的各項資源時釋放。然後，主進程從TLS索引數組中放棄對應的條目的佔用(使用TlsFree()函數）。

LocalFree((HLOCAL) p_fvalue );

TlsFree(global_dwTLS_fvalue);

直接聲明這個變量是各個線程有自己拷貝的線程局部靜態變量：

__declspec( thread ) int var_name;

但在Vista與Server 2008之前的操作系統，僅限於在應用程序的主進程(.exe)以及與主進程一起裝入內存的動態連接庫(.dll)，才能正常裝入本方法所聲明的線程靜態存儲。