Wann und warum sollten Sie Thread-lokalen Speicher in C 11 verwenden?

Thread-lokale Speicherung in C 11 verstehen

Das Schlüsselwort thread_local in C 11 führt in das Konzept thread-lokaler Variablen ein. Im Gegensatz zu regulären statischen oder globalen Variablen, die von allen Threads gemeinsam genutzt werden, bieten Thread-lokale Variablen eine Möglichkeit, Daten zu speichern, die für jeden Thread einzigartig sind.

Thread-Lokale Variablen: Ein tieferer Einblick

Wenn ein Thread erstellt wird, wird ihm eine separate Kopie der Thread-lokalen Variablen zugewiesen. Auf diese Variablen kann von allen Threads zugegriffen werden, aber alle an einer bestimmten Thread-lokalen Variablen vorgenommenen Änderungen sind nur für den Thread sichtbar, der sie erstellt hat.

Thread-lokale Variablen fügen den vorhandenen eine neue Speicherdauerkategorie hinzu :

• Automatisch (existiert innerhalb einer Funktion oder eines Blocks)
• Statisch (existiert für die gesamte Lebensdauer des Programms)
• Dynamisch (auf dem Heap zugeordnet)
• Thread-lokal (existiert für die Lebensdauer eines bestimmten Threads)

Vermeidung von Thread-Interferenzen

Thread-lokale Variablen sind in Szenarien von Vorteil wo die gemeinsame Nutzung von Daten über Threads hinweg zu Störungen führen könnte. Stellen Sie sich beispielsweise einen Zufallszahlengenerator vor, der für jeden Thread einen separaten Startwert verwalten muss. Durch die Verwendung von Thread-lokalen Variablen wird sichergestellt, dass jeder Thread seine eigene, eindeutige Zufallszahlenfolge generiert.

Häufige Anwendungsfälle

Einige häufige Anwendungsfälle für Thread-lokale Variablen sind:

• Beibehalten des Status pro Thread für Tokenisierungsvorgänge
• Verhindern, dass verschiedene Threads eine gemeinsam genutzte globale Variable vorzeitig ändern
• Isolieren threadspezifischer Fehler und Ausnahmebehandlung

Zusammenfassend bietet thread_local einen Mechanismus zum Erstellen von Variablen, die für einen bestimmten Thread sowohl zugänglich als auch änderbar sind, wodurch die Thread-Sicherheit erhöht und threadabhängige Daten isoliert werden.

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