multithreading - C++11 中的动态 TLS

Question

我正在编写一个 C++11 类 Foo，我想为每个实例提供自己的 Bar 类型的线程本地存储。也就是说，我希望每个线程和每个 Foo 实例分配一个 Bar。

如果我使用 pthreads，Foo 将有一个类型为 pthread_key_t 的非静态成员，Foo 的构造函数将使用 pthread_key_create() 进行初始化，而 Foo 的析构函数将使用 pthread_key_delete() 释放。或者，如果我只为 Microsoft Windows 编写代码，我可以用 TlsAlloc() 和 TlsFree() 做类似的事情。或者，如果我使用 Boost.Thread，Foo 将有一个 boost::thread_specific_ptr 类型的非静态成员。

然而，实际上，我正在尝试编写可移植的 C++11。 C++11 thread_local关键字不适用于非静态数据成员。因此，如果您希望每个线程有一个 Bar 很好，但如果您希望每个 Foo 每个线程有一个 Bar，那就不行了。

因此，据我所知，我需要定义一个从 Foos 到 Bars 的线程本地映射，然后处理如何在 Foo 被销毁时进行适当清理的问题。但在我开始之前，我在这里发帖是希望有人能阻止我说“有一种更简单的方法”。

(顺便说一句，我不使用 pthread_key_create() 或 boost::thread_specific_ptr 的原因是，如果我理解正确，他们假设所有线程都将分别使用 pthreads 或 Boost.Thread 产生。我不想让关于我的代码的用户将如何产生线程的任何假设。)

Answer 1

你要 Foo包含 thread_local类型变量 Bar .如前所述，因为 thread_local不能应用于数据成员，我们必须做一些更间接的事情。底层行为将针对 Bar 的 N 个实例。存在于 Foo 的每个实例中，其中 N 是存在的线程数。

这是一种效率低下的方法。有了更多的代码，它可以做得更快。基本上，每个 Foo 将包含一个 TLS 映射。

#include <unordered_map>

class Bar { ... };

class Foo {
private:
  static thread_local std::unordered_map<Foo*, Bar> tls;
public:    
  // All internal member functions must use this too.
  Bar *get_bar() {
    auto I = tls.find(this);
    if (I != tls.end())
      return &I->second;
    auto II = tls.emplace(this, Bar()); // Could use std::piecewise_construct here...
    return &II->second.second;
  }
};