Рис. 26.5. Структуры данных после того, как поток n инициализировал свои собственные данные

6. Поток номер n продолжает выполнять функцию readline, используя и модифицируя свои собственные данные.

Один вопрос, который мы пока не рассмотрели, заключается в следующем: что происходит, когда поток завершает свое выполнение? Если поток вызвал функцию readline, эта функция выделила в памяти область, которая должна быть освобождена по завершении выполнения потока. Для этого используется указатель-деструктор, показанный на рис. 26.2. Когда поток, создающий элемент собственных данных, вызывает функцию pthread_key_create, одним из аргументов этой функции является указатель на функцию-деструктор. Когда выполнение потока завершается, система перебирает массив pkey для данного потока, вызывая соответствующую функцию-деструктор для каждого непустого указателя pkey. Под «соответствующим деструктором» мы понимаем указатель на функцию, хранящийся в массиве Key с рис. 26.2. Таким образом осуществляется освобождение памяти, занимаемой собственными данными потока, когда выполнение потока завершается.

Первые две функции, которые обычно вызываются при работе с собственными данными потока, — это pthread_once и pthread_key_create.

#include <pthread.h>

int pthread_once(pthread_once_t *<i>onceptr</i>, void (*<i>init</i>)(void));

int pthread_key_create(pthread_key_t *<i>keyptr</i>, void (*<i>destructor</i>)(void *<i>value</i>));

<i>Обе функции возвращают: 0 в случае успешного выполнения, положительное значение Exxx в случае ошибки</i>

Функция pthread_once обычно вызывается при вызове функции, манипулирующей собственными данными потока, но pthread_once использует значение переменной, на которую указывает onceptr, чтобы гарантировать, что функция init вызывается для каждого процесса только один раз.

Функция pthread_key_create должна вызываться только один раз для данного ключа в пределах одного процесса. Значение ключа возвращается с помощью указателя keyptr, а функция-деструктор (если аргумент является непустым указателем) будет вызываться каждым потоком по завершении его выполнения, если этот поток записывал какое-либо значение, соответствующее этому ключу.

Обычно эти две функции используются следующим образом (если игнорировать возвращение ошибок):

pthread_key_t rl_key;

pthread_once_t rl_once = PTHREAD_ONCE_INIT;

void readline_destructor(void *ptr) {

 free(ptr);

}

void readline_once(void) {

 pthread_key_create(&amp;rl_key, readline_destructor);

}

ssize_t readline(...) {

 ...

 pthread_once(&amp;rl_once, readline_once);

 if ((ptr = pthread_getspecific(rl_key)) == NULL) {

  ptr = Malloc(...);

  pthread_setspecifiс(rl_key, ptr);

  /* инициализация области памяти, на которую указывает ptr */

 }

 ...

 /* используются значения, на которые указывает ptr */

}

Каждый раз, когда вызывается функция readline, она вызывает функцию pthread_once. Эта функция использует значение, на которое указывает ее аргумент-указатель onceptr (содержащийся в переменной rl_once), чтобы удостовериться, что функция init вызывается только один раз. Функция инициализации readline_once создает ключ для собственных данных потока, который хранится в rl_key и который функция readline затем использует в вызовах функций pthread_getspecific и pthread_setspecific.

Функции pthread_getspecific и pthread_setspecific используются для того, чтобы получать и задавать значение, ассоциированное с данным ключом. Это значение представляет собой тот указатель, который показан на рис. 26.3. На что указывает этот указатель — зависит от приложения, но обычно он указывает на динамически выделяемый участок памяти.

#include &lt;pthread.h&gt;

void *pthread_getspecific(pthread_key_t <i>key</i>);

<i>Возвращает: указатель на собственные данные потока (возможно, пустой указатель)</i>

int pthread_setspecific(pthread_key_t <i>key</i>, const void *<i>value</i>);

<i>Возвращает: 0 в случае успешного выполнения, положительное значение Exxx в случае ошибки</i>

Обратите внимание на то, что аргументом функции pthread_key_create является указатель на ключ (поскольку эта функция хранит значение, присвоенное ключу), в то время как аргументами функций get и set являются сами ключи (которые, скорее всего, представляют собой небольшие целые числа, как уже говорилось).

Пример: функция readline, использующая собственные данные потока

В этом разделе мы приводим полный пример использования собственных данных потока, преобразуя оптимизированную версию функции readline из листинга 3.12 к виду, безопасному в многопоточной среде, не изменяя последовательность вызовов.

В листинге 26.5 показана первая часть функции: переменные pthread_key_t и pthread_once_t, функции readline_destructor и readline_once и наша структура Rline, которая содержит всю информацию, нужную нам для каждого потока.