Вопрос или проблема
В C, предположим, у меня есть что-то вроде:
struct node {
struct node *next;
void *data;
};
static thread_local struct node *head;
то есть, связный список для каждого потока. Если я хочу убедиться, что все элементы списка автоматически освобождаются при завершении потока, как это можно сделать?
В C есть tss_create(), который позволяет создавать хранилище, специфичное для потока, и предоставлять функцию деструктора для очистки при завершении потока, но это кажется ортогональным к объектам, объявленным как thread_local.
Не похоже, что есть аналогичный способ указать деструктор для объектов thread_local — следовательно, thread_local представляется полезным только для объектов, которые не требуют очистки автоматически, таких как int или подобных.
Верно?
Обратите внимание, что я спрашиваю только о C — не о C++.
За исключением вышеизложенного, пожалуйста, считайте, что я знаю, как работает C. Я программирую на C с конца 1980-х годов.
Если поток просто вызывает thrd_exit и если head указывает на список nodes, все ли эти узлы приведут к утечке?
Да, я знаю, что сам поток может вызывать любую функцию, которую он хочет, включая функцию очистки. Я спрашиваю конкретно и только о том, есть ли способ настроить все заранее так, чтобы очистка выполнялась автоматически для объектов thread_local, как для объектов, созданных с помощью tss_create.
Для вашего сведения: если это невозможно, то это и есть ответ.
Объекты, специфичные для потока, являются неотъемлемой частью большинства рецептов для обеспечения надежной очистки объектов. Если бы C определял конкретный механизм для очистки объектов во время «разворачивания стека» как часть языка, такой механизм, вероятно, был бы несовместим с другими механизмами, которые многие платформы уже могут предоставлять для такой цели. Если весь код использует один и тот же объект jmp_buff для разворачивания стека и следует шаблону:
jmp_buf *saved_exit,my_exit;
saved_exit = global_exit;
if (setjmp(my_exit))
{
... выполняем необходимую очистку, затем ...
global_exit = saved_exit;
longjmp(global_exit, 1)
}
... остальная часть функции здесь
то любая очистка объектов, которая может потребоваться во время «экстренного выхода», может быть выполнена по мере необходимости. Плохие вещи могут случиться, если функция, использующая одну выдвижную платформу экстренного выхода, вызывает функцию, которая настраивает другую, которая затем вызывает код, выходящий через первую (обходя вторую), но если весь код использует один и тот же указатель jmp_buf, нет нужды для любого кода заботиться о том, какие виды очистки могут потребоваться кодом выше или ниже в стековой трассировке.
Ответ или решение
Использование thread_local в C и автоматическая очистка объектов
Вопрос о том, полезен ли спецификатор thread_local в C только для объектов, которые не требуют очистки, является актуальным для разработчиков, стремящихся оптимизировать использование ресурсов в многопоточных приложениях.
Основные аспекты использования thread_local
При использовании thread_local каждая нить имеет свое собственное значение для переменной. Это означает, что не происходит конфликта данных между потоками, и каждый поток может безопасно манипулировать своей копией переменной. Однако важно понимать, что спецификатор thread_local не предоставляет автоматической механики для очистки созданных объектов, как это делает tss_create в библиотеке C11.
Отличие от tss_create
При использовании tss_create можно определить функцию-генератор (destructor), которая будет вызвана автоматически при завершении потока. Это особенно удобно для управления ресурсами, такими как динамически выделенная память или дескрипторы, которые должны быть освобождены. В то время как tss_create позволяет эффективно управлять жизненным циклом объектов, thread_local не предоставляет такой функциональности.
Исходя из этого, если у вас есть указатель на структуру, например, связный список, который вы хотите очистить по завершении потока, необходимо реализовать соответствующие механизмы очистки вручную, используя, например, функции освобождения памяти. Если поток завершит работу через thrd_exit, но указатель head будет указывать на список элементов, то объекты в этом списке останутся неосвобожденными, что приведет к утечке памяти.
Автоматизация очищения при использовании thread_local
На данный момент в C нет встроенной возможности для автоматической очистки объектов, объявленных с thread_local. Это делает его полезным, в основном, для простых типов данных, которые не требуют явного управления ресурсами, таких как int или char.
Разработчики могут использовать другие подходы для управления ресурсами потоков, например:
-
Явная проверка и освобождение ресурсов: Каждый поток должен самостоятельно вызывать функцию очистки перед завершением работы. Это может быть реализовано через библиотечные функции или собственные реализации.
-
Использование структур для управления ресурсами: Например, можно создать структуру, которая будет хранить указатели на динамически выделенные объекты и параметры их очистки. После завершения работы потока эта структура будет использоваться для очистки ресурсов.
-
Сигналы завершения: Можно рассмотреть возможность использования сигналов для оповещения потока о необходимости очистки ресурсов перед завершением.
Заключение
Таким образом, использование thread_local в C действительно полезно для объектов, которые не требуют автоматической очистки. В случае, если у вас есть объекты, требующие очистки, необходимо использовать другие методы, такие как tss_create, которые обеспечивают автоматическое управление ресурсами.
Рекомендуется заранее продумать стратегию управления памятью и ресурсами для многопоточных приложений, чтобы избежать утечек и обеспечить стабильность работы программы. التعليمات البرمجية, дизайны функций и общие практики проектирования должны отражать необходимость корректного управления жизненным циклом объектов в многопоточных средах.