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c++ - 为什么thread_local不能应用于非静态数据成员以及如何实现线程局部非静态数据成员？

coder 2024-02-11 原文

为什么 thread_local 不能应用于非静态数据成员？ this question 的公认答案说:“将非静态结构或类成员设为线程本地是没有意义的。”老实说，我看到很多很好的理由让非静态数据成员成为线程本地的。

假设我们有某种 ComputeEngine，其成员函数 computeSomething 被连续调用多次。成员函数内部的一些工作可以并行完成。为此，每个线程都需要某种 ComputeHelper 来提供辅助数据结构等。所以我们真正想要的是:

class ComputeEngine {
 public:
  int computeSomething(Args args) {
    int sum = 0;
    #pragma omp parallel for reduction(+:sum)
    for (int i = 0; i < MAX; ++i) {
      // ...
      helper.xxx();
      // ...
    }
    return sum;
  }
 private:
  thread_local ComputeHelper helper;
};

不幸的是，这段代码无法编译。我们可以做的是:

class ComputeEngine {
 public:
  int computeSomething(Args args) {
    int sum = 0;
    #pragma omp parallel
    {
      ComputeHelper helper;
      #pragma omp for reduction(+:sum)
      for (int i = 0; i < MAX; ++i) {
        // ...
        helper.xxx();
        // ...
      }
    }
    return sum;
  }
};

但是，这将在 computeSomething 的连续调用之间构造和破坏 ComputeHelper。假设构建 ComputeHelper 代价高昂(例如，由于巨大 vector 的分配和初始化)，我们可能希望在连续调用之间重用 ComputeHelper。这使我采用以下样板方法:

class ComputeEngine {
  struct ThreadLocalStorage {
    ComputeHelper helper;
  };
 public:
  int computeSomething(Args args) {
    int sum = 0;
    #pragma omp parallel
    {
      ComputeHelper &helper = tls[omp_get_thread_num()].helper;
      #pragma omp for reduction(+:sum)
      for (int i = 0; i < MAX; ++i) {
        // ...
        helper.xxx();
        // ...
      }
    }
    return sum;
  }
 private:
  std::vector<ThreadLocalStorage> tls;
};
  1. 为什么 thread_local 不能应用于非静态数据成员？什么 这个限制背后的理由是什么？我有没有给个好 线程本地非静态数据成员完美的示例 感觉？
  2. 实现线程局部非静态的最佳实践是什么 数据成员？

最佳答案

至于为什么 thread_local 不能应用于非静态数据成员，它会破坏此类成员通常的顺序保证。也就是说，单个 public/private/protected 组中的数据成员必须按照与类声明中相同的顺序在内存中布局。更不用说如果您在堆栈上分配一个类会发生什么——TLS 成员不会进入堆栈。

至于如何解决这个问题，我建议使用 boost::thread_specific_ptr .您可以将其中之一放入您的类中并获得您想要的行为。

关于c++ - 为什么thread_local不能应用于非静态数据成员以及如何实现线程局部非静态数据成员？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/32365653/

thread_localampcodeComputeHelperthreadc++multithreadingc++11openmpthread-local-storage

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