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Linux系統(tǒng)是一款強大的操作系統(tǒng)，它提供了豐富的資源管理和調(diào)度機制。其中線程機制是Linux系統(tǒng)的重點之一，它支持多線程的操作，可以提高應(yīng)用程序的并發(fā)度和性能。在Linux線程中，私有全局變量是一個重要的概念，它允許線程之間共享變量數(shù)據(jù)，但同時又不會出現(xiàn)沖突問題。本文將深入探討Linux線程中私有全局變量的實現(xiàn)原理和使用方法。
一、Linux線程簡介
Linux線程是指在一個進程內(nèi)部多次執(zhí)行代碼序列的能力，也就是說，在一個進程內(nèi)部可以按照不同的順序執(zhí)行多個線程的代碼段。每個線程有它自己的運行堆棧、寄存器和程序計數(shù)器等資源，它們分別執(zhí)行不同的代碼序列，從而完成不同的任務(wù)。Linux線程具有以下特點：
1. 線程和進程的區(qū)別：線程是進程的一部分，它們共享進程的數(shù)據(jù)和資源，但也擁有自己的私有數(shù)據(jù)和資源。一個進程可以有多個線程，這些線程共享同一個地址空間，因此可以直接讀寫進程中的變量和數(shù)據(jù)。
2. 線程的狀態(tài)：一個線程可以處于多種狀態(tài)之一，例如運行、就緒、阻塞、掛起等待等。線程可以通過內(nèi)核調(diào)度器來進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換以完成任務(wù)。
3. 線程同步：多個線程可能同時訪問同一個共享資源，如果沒有良好的同步機制，就可能導(dǎo)致資源沖突和數(shù)據(jù)不一致問題。Linux提供了多種線程同步機制，例如互斥鎖、信號量、條件變量等。
二、Linux線程中的私有全局變量
在Linux線程中，每個線程有它自己的運行堆棧和寄存器等資源。但是，由于不同的線程可能需要訪問同一個全局變量，為了避免數(shù)據(jù)不一致問題，Linux引入了私有全局變量的概念。私有全局變量是一種線程私有變量，它在所有線程之間共享，但是每個線程都有它自己的副本，因此每個線程可以獨立讀寫其私有全局變量，不會影響其他線程的變量值。
Linux中提供了一個線程特有的寄存器——TLS（Thread Local Storage），也就是“線程本地存儲”。TLS寄存器被設(shè)計為每個線程獨有的寄存器，它儲存了一個線程的私有全局變量的地址。TLS寄存器被用來轉(zhuǎn)換全局變量的地址，使得全局變量通過TLS寄存器訪問時，可以訪問到該線程的私有全局變量。
三、私有全局變量的實現(xiàn)方法
Linux線程中私有全局變量的實現(xiàn)可以分為兩種——靜態(tài)TLS和動態(tài)TLS。
1. 靜態(tài)TLS
靜態(tài)TLS是指TLS靜態(tài)鏈接，在編譯時將TLS變量的地址嵌入到可執(zhí)行文件中。當(dāng)程序運行時，操作系統(tǒng)會分配TLS段，每個線程都有它自己的TLS段，并且段的大小在編譯時就已經(jīng)確定了。程序可以通過特殊的指令訪問開始地址，從而訪問線程的私有全局變量。靜態(tài)TLS的優(yōu)點是訪問速度快，不需要任何運行時的初始化，但是它的缺點是不能動態(tài)分配內(nèi)存。
2. 動態(tài)TLS
動態(tài)TLS是指TLS動態(tài)鏈接，在運行時才分配TLS段，這種方式可以動態(tài)分配內(nèi)存，因此靈活性更高。當(dāng)程序運行時，操作系統(tǒng)會為線程分配TLS段，并將線程的私有全局變量的地址存儲在TLS寄存器中。每個線程都有自己的TLS段和TLS寄存器，因此它們可以獨立訪問自己的私有全局變量。動態(tài)TLS的優(yōu)點是可以動態(tài)分配內(nèi)存，因此靈活性更高，但是它的缺點是訪問速度相對較慢。
四、如何使用私有全局變量
使用私有全局變量需要遵循以下步驟：
1. 定義線程私有全局變量
在程序中定義線程私有全局變量，例如：
“`
#include
#include
pthread_key_t key;
void destructor(void *data) {
printf(“destructor called, data = %ld\n”, (long)data);
}
void *thread_func(void *arg) {
long data = (long)arg;
pthread_setspecific(key, (void*)data);
printf(“data = %ld\n”, data);
sleep(2);
printf(“data = %ld agn\n”, (long)pthread_getspecific(key));
return NULL;
}
int mn() {
int i;
pthread_t threads[5];
pthread_key_create(&key, destructor);
for (i = 0; i
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_func, (void*)i);
}
for (i = 0; i
pthread_join(threads[i], NULL);
}
pthread_key_delete(key);
return 0;
}
“`
在上述代碼中，定義了一個線程私有全局變量key，并定義了destructor函數(shù)作為它的析構(gòu)函數(shù)。在每個線程中，可以通過pthread_setspecific函數(shù)將線程的私有全局變量設(shè)置為data。在線程中可以使用pthread_getspecific獲取自己的私有全局變量。
2. 創(chuàng)建線程
在mn函數(shù)中，創(chuàng)建多個線程并調(diào)用線程函數(shù)thread_func，將線程的編號（即data）作為參數(shù)傳遞給thread_func。
3. 設(shè)置線程私有全局變量
在線程函數(shù)thread_func中，通過pthread_setspecific函數(shù)將線程的私有全局變量key設(shè)置為data。此時，線程的私有全局變量已經(jīng)被成功設(shè)置。
4. 使用私有全局變量
在線程函數(shù)thread_func中，通過pthread_getspecific函數(shù)獲取自己的私有全局變量，并進行相應(yīng)的操作。
5. 銷毀線程私有全局變量
在程序運行結(jié)束時，需要通過pthread_key_delete函數(shù)銷毀線程私有全局變量key。
五、
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linux怎么設(shè)置某個文件為全局變量
包含該判虛氏全局變量所在的頭文件,并掘散在使用改變量的上譽吵方加入外部引用聲明：extern”變量名”即可
設(shè)置環(huán)境變量然后export導(dǎo)出成全局即可。
linux C里線程未加鎖線程可以對全局變量做運算操作嗎?
可以 啊 。線程就是數(shù)據(jù)的共享啊。全局變量的訪問 。
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新聞標(biāo)題：深入理解Linux線程：私有全局變量揭秘(linux線程私有全局變量)
文章位置：http://www.dlmjj.cn/article/dhpjcoc.html
