gcc“线程”是如何工作的？

gcc中的线程是如何实现的？它只是

pthread\u getspecific

和

pthread\u setspecific

的包装器吗

对于我使用POSIXAPI for TLS的程序，现在看到30%的程序运行时都花在

pthread\u getspecific

上，我有点失望。我在每个需要资源的函数调用的入口调用它。在内联优化之后，编译器似乎没有优化出

pthread\u getspecific

。因此，在函数内联之后，代码基本上是一次又一次地搜索正确的TLS指针，以返回相同的指针

在这种情况下，

\u thread

能帮我吗？我知道C11中有

thread\u local

，但是我的gcc还不支持它。（但现在我看到我的gcc确实支持

\u Thread\u local

，只是不支持宏。）

---

我知道我可以简单地测试一下，然后看看。但是我现在必须去别的地方，我想在我尝试一个相当大的重写之前更好地了解一个特性。

gcc的

\uuuThread

与C11的

\uThread\uLocal

具有完全相同的语义。您没有告诉我们您为哪个平台编程，因为不同平台的实现细节不同。例如，在x86 Linux上，gcc应该使用

%fs

段前缀将对线程局部变量的访问编译为内存指令，而不是调用

pthread\u getspecific

，例如，确实支持C11及其

thread\u local

（如果使用

gcc-std=C11

进行编译）。如前所述，您可以使用（而不是C11

thread\u local

）旧GCC版本支持的

\u thread

限定符。了解

pthread_getspecific

确实非常慢（它在POSIX库中，因此不是由GCC提供的，而是由或提供的），因为它涉及函数调用。使用

thread\u local

变量可能会更快

查看的源代码 以实现为例。阅读相关问题

和

\u thread

和

thread\u local

通常不会神奇地转换为调用

pthread\u getspecific

。它们通常涉及一些特定的地址模式和/或寄存器（详细信息是特定于实现的，与；在Linux上，我想因为x86-64有更多的寄存器和地址模式，所以它的TLS实现速度比在i386上更快），并得到了、和的帮助。相反，

pthread\u getspecific

的一些实现可能使用一些内部

thread\u local

变量（在POSIX线程的实现中）

例如，编译以下代码

#include <pthread.h>

const extern pthread_key_t key;

__thread int data;

int
get_data (void) {
  return data;
}

int
get_by_key (void) {
  return *(int*) (pthread_getspecific (key));
}

下面的代码是

get_by_key

，显式调用

pthread\u getspecific

：

get_by_key:
 .LFB4:
  .cfi_startproc
  subl  $24, %esp   #,
  .cfi_def_cfa_offset 28
  pushl key # key
  .cfi_def_cfa_offset 32
  call  pthread_getspecific #
  movl  (%eax), %eax    # MEM[(int *)_4], MEM[(int *)_4]
  addl  $28, %esp   #,
  .cfi_def_cfa_offset 4
  ret
  .cfi_endproc

因此，将TLS与

\uuuuThread

（或C11中的

thread\uLocal

）一起使用可能比使用

pthread\uGetSpecific

（避免调用开销）更快

---

请注意，

thread\u local

是一个（C11标准头）。

我使用的是英特尔cpu。你是说gcc使用一个特殊的寄存器，比如堆栈指针寄存器，但专用于TLS？pthread_getspecific也做同样的事情吗？@xiver77“我正在使用英特尔cpu”的信息不够。您为什么操作系统和体系结构编程？英特尔生产具有多种不同体系结构的CPU。在i386平台上，如果ABI支持此功能，则将

%fp

段寄存器设置为指向线程本地数据的非零基址。我不能告诉你gcc是否可以在你的平台上这样做，因为你没有给我足够的信息。您还可以给我gcc的版本、gcc的调用和程序集输出（使用

-S

开关）吗？很抱歉回复太晚。我的平台是Ubuntu15.10i386GCC4.9.2。我现在还将检查并查看

\uuu thread

的程序集输出。@xiver77如何调用gcc？在i386 Linux上，gcc应该编译对

\uuuuuThread

变量的访问，而不调用

pthread\uGetSpecific

。代码的另一部分调用了

pthread\u getspecific

，或者发生了一些奇怪的事情。@xiver77此程序集根本不调用

pthread\u getspecific

。我猜这些调用来自其他地方。pthread_setspecific是否比内置TLS做了更多额外的工作？

\u thread

是gcc的前C11扩展，其语义与C11的

\u thread\u local

相同，事实上它保证比

\u thread\u local

多一点

pthread_getspecific

不一定涉及函数调用，它可以作为宏来实现。@fuzzxl：它可以通过宏来实现（但我想标准要求您可以通过函数指针来使用它），但它通常不作为宏来实现macro@BasileStarynkevitch标准说它可以是宏的，奇怪的是，glibc没有实现它。TLS在i386和amd64 Linux上都是通过段寄存器实现的（i386是

%fs

，amd64是

%gs

）。速度差异可以忽略不计。

\u线程

在不同的平台上实现不同，在某些平台上（您没有告诉我们您是为哪个平台编程的），它可能使用

pthread\u getspecific

实现。请给我们更多信息！我真的很想解决您的问题，但现在我对您使用的平台/如何编译代码的了解还不够，无法回答如何使线程本地存储性能更好。

get_by_key:
 .LFB4:
  .cfi_startproc
  subl  $24, %esp   #,
  .cfi_def_cfa_offset 28
  pushl key # key
  .cfi_def_cfa_offset 32
  call  pthread_getspecific #
  movl  (%eax), %eax    # MEM[(int *)_4], MEM[(int *)_4]
  addl  $28, %esp   #,
  .cfi_def_cfa_offset 4
  ret
  .cfi_endproc