tss_create関数のサンプルコード

2024-04-02

C言語におけるtss_create関数:スレッドローカルストレージ作成

tss_create関数の概要:

  • プロトタイプ:
int tss_create(tss_t *key, tss_destructor_t destructor);
  • 引数:

    • key: TLSキーへのポインタ。このキーは、tss_gettss_setなどの他のTLS関数で使用されます。
    • destructor: スレッドが終了する際に呼び出される関数ポインタ。この関数は、TLS領域に割り当てられたメモリを解放するために使用されます。
  • 戻り値:

    • 成功した場合: 0
    • 失敗した場合: エラーコード

tss_create関数の使い方:

  1. TLSキーを宣言します。
tss_t key;
  1. tss_create関数を使用してTLSキーを作成します。
int err = tss_create(&key, NULL);
if (err != 0) {
    // エラー処理
}
  1. tss_get関数を使用して、TLS領域へのポインタを取得します。
void *ptr = tss_get(key);
  1. TLS領域にデータを割り当てます。
ptr = malloc(1024);
  1. データをTLS領域に保存します。
memcpy(ptr, data, 1024);
  1. スレッドが終了する際に、tss_destructor関数が呼び出され、TLS領域に割り当てられたメモリが解放されます。

tss_create関数の詳細:

  • tss_create関数は、スレッドローカルストレージ用のキーを作成します。このキーは、tss_gettss_setなどの他のTLS関数で使用されます。
  • tss_create関数は、オプションでデストラクタ関数を指定することができます。デストラクタ関数は、スレッドが終了する際に呼び出され、TLS領域に割り当てられたメモリを解放するために使用されます。
  • tss_create関数は、成功した場合、0を返します。失敗した場合、エラーコードを返します。

tss_create関数の例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void destructor(void *ptr) {
    free(ptr);
}

int main() {
    tss_t key;
    int err = tss_create(&key, destructor);
    if (err != 0) {
        fprintf(stderr, "Error creating TLS key: %d\n", err);
        return 1;
    }

    void *ptr = tss_get(key);
    ptr = malloc(1024);
    memcpy(ptr, "Hello, world!", 1024);

    // スレッドの処理

    tss_delete(key);

    return 0;
}


C言語におけるtss_create関数のサンプルコード

スレッドごとに異なる値を保存する

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void destructor(void *ptr) {
    free(ptr);
}

int main() {
    tss_t key;
    int err = tss_create(&key, destructor);
    if (err != 0) {
        fprintf(stderr, "Error creating TLS key: %d\n", err);
        return 1;
    }

    // スレッドIDを取得
    int tid = pthread_self();

    // スレッドIDごとに異なる値を保存
    void *ptr = tss_get(key);
    ptr = malloc(sizeof(int));
    *(int *)ptr = tid;

    // 値を取得して表示
    printf("Thread ID: %d, Value: %d\n", tid, *(int *)ptr);

    // スレッドの処理

    tss_delete(key);

    return 0;
}

スレッド間でデータを共有する

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

void destructor(void *ptr) {
    free(ptr);
}

// 共有データ
struct Data {
    int value;
};

void *thread_func(void *arg) {
    // TLSキーを取得
    tss_t key = *(tss_t *)arg;

    // 共有データを取得
    struct Data *data = tss_get(key);

    // 共有データの値を変更
    data->value++;

    // 共有データの値を表示
    printf("Thread ID: %d, Value: %d\n", pthread_self(), data->value);

    return NULL;
}

int main() {
    tss_t key;
    int err = tss_create(&key, destructor);
    if (err != 0) {
        fprintf(stderr, "Error creating TLS key: %d\n", err);
        return 1;
    }

    // 共有データを作成
    struct Data *data = malloc(sizeof(struct Data));
    data->value = 0;

    // 共有データをTLS領域に保存
    void *ptr = tss_get(key);
    memcpy(ptr, data, sizeof(struct Data));

    // スレッドを作成
    pthread_t thread1, thread2;
    pthread_create(&thread1, NULL, thread_func, &key);
    pthread_create(&thread2, NULL, thread_func, &key);

    // スレッドの終了を待つ
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    // 共有データの値を表示
    printf("Final Value: %d\n", data->value);

    // 共有データを解放
    free(data);

    tss_delete(key);

    return 0;
}

デストラクタ関数を用いる

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void destructor(void *ptr) {
    printf("Destructor called for thread ID: %d\n", pthread_self());
    free(ptr);
}

int main() {
    tss_t key;
    int err = tss_create(&key, destructor);
    if (err != 0) {
        fprintf(stderr, "Error creating TLS key: %d\n", err);
        return 1;
    }

    // スレッドIDを取得
    int tid = pthread_self();

    // スレッドIDごとに異なる値を保存
    void *ptr = tss_get(key);
    ptr = malloc(sizeof(int));
    *(int *)ptr = tid;

    // 値を取得して表示
    printf("Thread ID: %d, Value: %d\n", tid, *(int *)ptr);

    // スレッドの処理

    // スレッド終了時にデストラクタ関数が呼び出される

    return 0;
}


C言語におけるスレッドローカルストレージ(TLS)を作成する他の方法

pthread_key_create関数は、POSIXスレッドライブラリによって提供される関数です。tss_create関数と同様に、スレッドローカルストレージ用のキーを作成することができます。

#include <pthread.h>

pthread_key_t key;

int main() {
    int err = pthread_key_create(&key, NULL);
    if (err != 0) {
        fprintf(stderr, "Error creating TLS key: %d\n", err);
        return 1;
    }

    // ...

    pthread_key_delete(key);

    return 0;
}

__threadキーワードは、GCCコンパイラによって提供される拡張機能です。このキーワードを使用して宣言された変数は、スレッドローカル変数となります。

#include <pthread.h>

__thread int value;

int main() {
    // ...

    return 0;
}

_Thread_localキーワードは、C11規格で導入されたキーワードです。__threadキーワードと同様に、スレッドローカル変数を宣言するために使用することができます。

#include <thread.h>

_Thread_local int value;

int main() {
    // ...

    return 0;
}

各方法の比較

方法利点欠点
tss_create関数標準ライブラリの一部古いコンパイラではサポートされていない
pthread_key_create関数POSIXスレッドライブラリの一部汎用性の高いAPI
__threadキーワードGCCコンパイラ特有の機能コードの可搬性が低下する
_Thread_localキーワードC11規格で導入された古いコンパイラではサポートされていない

C言語でTLSを作成するには、tss_create関数、pthread_key_create関数、__threadキーワード、_Thread_localキーワードなどの方法があります。それぞれの方法には利点と欠点があるので、用途に合わせて適切な方法を選択する必要があります。