スレッドローカルストレージ

マルチスレッドオペレーティングシステムではほぼ例外なく用意しているが、ユーザーが利用する場合の手法は、オペレーティングシステム(OS)ごとに様々である。

また、OSではなく、言語が独自に用意する場合もある。

TlsAlloc関数でTLSインデックスを取得し、TlsSetValue関数/TlsGetValue関数を用いて読み書きをする。

使用後は、TlsFree関数を使って解放する。

POSIXスレッドにおいても、利用方法はほぼ同じである。

pthread_key_create関数でスレッド固有データキーを作成する。pthread_setspecific関数/pthread_getspecific関数で、スレッド固有データをキーに関連付けたり、関連付けられたスレッド固有データを取得したりできる。

使用後は、pthread_key_delete関数を使ってスレッド固有データキーを削除する。

スレッドごとの固有の情報がどこにあるかは、その実装ごとに様々である。

Windowsであれば、各スレッドごとの情報を管理するTIB(Thread Information Block)に格納される。

Delphiでは、varではなく、threadvarで変数を宣言することで、スレッドローカル変数を使うことができる。

var
    number_process: integer;
threadvar
    number_tls: integer;

Delphi互換のFree Pascalも同様。

Javaは、J2SE 1.2以降でThreadLocalクラスが導入された。

ThreadLocalクラスをインスタンス化し、set/getメソッドで設定または取得をする。

C/C++の従来の仕様では対応していないため、処理系が独自に実装していた。

正式対応と追加された予約語は、次のとおりである。

• ISO/IEC 9899:2011 (C) ‐ _Thread_local
• ISO/IEC 14882:2011 (C++) ‐ thread_local

追加された予約語を変数宣言時に用いることで、スレッドローカル変数を宣言できるようになった。

__declspec(thread)を使用することで利用できる。

__declspec(thread) int val;

Windows 7以降でないとLoadLibrary()で呼ぶDLLには利用できないなど、様々な制限が存在する。

__thread を使用することで利用できる。

__thread int val;

この変数はグローバル変数または関数内の静的変数として定義される必要があり、関数内の自動変数(auto変数)としては使用できない。

例ではint型だが、データ型はint以外でも、構造体でも利用できる。またint等と__threadの記述順序は問わない。但し静的変数にする場合は、staticは__threadより前に書かねばならない。

加えて、静的変数として定義する場合、宣言時に定数は代入できても変数を代入することは出来ない。これは言語仕様であり__threadを使わなくても同様である。

void hoge(int i)
{
    static __thread int v1 = 0; /* OK */
    static __thread int v2 = i; /* ERROR */
    v1 = i; /* OK */
}

後から代入する分には問題はない。

Borland C++ Builderでは、Visual C++スタイルの__declspec(thread)も、GCCスタイルの__threadも利用できる。