boost::thread简要分析（3）：线程局部存储及其它

多线程编程中还有一个重要的概念：Thread Local Store（TLS，线程局部存储），在boost中，TLS也被称作TSS，Thread Specific Storage。
boost::thread库为我们提供了一个接口简单的TLS的面向对象的封装，以下是tss类的接口定义：
class tss
{
public:
    tss(boost::function1<void, void*>* pcleanup);
    void* get() const;
    void set(void* value);
    void cleanup(void* p);
};
分别用于获取、设置、清除线程局部存储变量，这些函数在内部封装了TlsAlloc、TlsGetValue、TlsSetValue等API操作，将它们封装成了OO的形式。
但boost将该类信息封装在detail名字空间内，即不推荐我们使用，当需要使用tss时，我们应该使用另一个使用更加方便的类：thread_specific_ptr，这是一个智能指针类，该类的接口如下：
class thread_specific_ptr : private boost::noncopyable   // Exposition only
{
public:
  // construct/copy/destruct
  thread_specific_ptr();
  thread_specific_ptr(void (*cleanup)(void*));
  ~thread_specific_ptr();

  // modifier functions
  T* release();
  void reset(T* = 0);

  // observer functions
  T* get() const;
  T* operator->() const;
  T& operator*()() const;
};
即可支持get、reset、release等操作。
thread_specific_ptr类的实现十分简单，仅仅为了将tss类“改装”成智能指针的样子，该类在其构造函数中会自动创建一个tss对象，而在其析构函数中会调用默认参数的reset函数，从而引起内部被封装的tss对象被析构，达到“自动”管理内存分配释放的目的。

以下是一个运用thread_specific_ptr实现TSS的例子：
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <boost/thread/tss.hpp>
#include <iostream>

boost::mutex io_mutex;
boost::thread_specific_ptr<int> ptr;    // use this method to tell that this member will not shared by all threads

struct count
{
    count(int id) : id(id) { }

    void operator()()
    {
        if (ptr.get() == 0)    // if ptr is not initialized, initialize it
            ptr.reset(new int(0));    // Attention, we pass a pointer to reset (actually set ptr)

        for (int i = 0; i < 10; ++i)
        {
            (*ptr)++;
            boost::mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
            std::cout << id << ": " << *ptr << std::endl;
        }
    }

    int id;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    boost::thread thrd1(count(1));
    boost::thread thrd2(count(2));
    thrd1.join();
    thrd2.join();

    return 0;
}

此外，thread库还提供了一个很有趣的函数，call_once，在tss::init的实现中就用到了该函数。
该函数的声明如下：
void call_once(void (*func)(), once_flag& flag);
该函数的Windows实现通过创建一个Mutex使所有的线程在尝试执行该函数时处于等待状态，直到有一个线程执行完了func函数，该函数的第二个参数表示函数func是否已被执行，该参数往往被初始化成BOOST_ONCE_INIT（即0），如果你将该参数初始化成1，则函数func将不被调用，此时call_once相当于什么也没干，这在有时候可能是需要的，比如，根据程序处理的结果决定是否需要call_once某函数func。
call_once在执行完函数func后，会将flag修改为1，这样会导致以后执行call_once的线程（包括等待在Mutex处的线程和刚刚进入call_once的线程）都会跳过执行func的代码。

需要注意的是，该函数不是一个模板函数，而是一个普通函数，它的第一个参数1是一个函数指针，其类型为void (*)()，而不是跟boost库的很多其它地方一样用的是function模板，不过这样也没有关系，有了boost::bind这个超级武器，想怎么绑定参数就随你的便了，根据boost的文档，要求传入的函数不能抛出异常，但从实现代码中好像不是这样。

以下是一个典型的运用call_once实现一次初始化的例子：
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/once.hpp>
#include <iostream>

int i = 0;
int j = 0;
boost::once_flag flag = BOOST_ONCE_INIT;

void init()
{
    ++i;
}

void thread()
{
    boost::call_once(&init, flag);
    ++j;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    boost::thread thrd1(&thread);
    boost::thread thrd2(&thread);
    thrd1.join();
    thrd2.join();

    std::cout << i << std::endl;
    std::cout << j << std::endl;

    return 0;
}
结果显示，全局变量i仅被执行了一次++操作，而变量j则在两个线程中均执行了++操作。

其它
boost::thread目前还不十分完善，最主要的问题包括：没有线程优先级支持，或支持线程的取消操作等，而且，目前的实现机制似乎不大容易通过简单修改达到这一要求，也许将来的某个版本会在实现上出现较大调整，但目前支持的接口应该会相对保持稳定，目前支持的特性也还会继续有效。

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