Thread-local storage

Thread-local storage (TLS) ist Speicherplatz, der für jeden Thread eines mehrläufigen Prozesses Daten threadspezifisch speichern kann. Variablen mit dem Attribut TLS erhalten für jeden Thread automatisch eine eigene Instanz. Der Compiler erzeugt weiterhin automatisch Code, der Zugriffe auf genau die dem Thread zugeordnete Kopie des TLS erlaubt. TLS kann dazu dienen, Daten vor unbeabsichtigten Änderungen durch andere Threads zu schützen, oder Race Conditions zu verhindern.

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Unter Windows/IA-32 und Windows x86 bzw. x64 z. B. erfolgt der Zugriff über das Segment-Register FS (x86) bzw. GS (x64), das für jeden Thread auf den sogenannten Thread Environment Block verweist.

Codebeispiel für GCC mithilfe des Attributs __thread:

__thread int i;
extern __thread struct state s;
static __thread char *p;

Unter Visual C++ mithilfe des Attributs __declspec(thread):

__declspec(thread) int i;
extern __declspec(thread) struct state s;
static __declspec(thread) char *p;

Seit C++11 existiert für Deklarationen das Schlüsselwort thread_local als einheitliche Alternative zu diesen GCC- bzw. MSVC-Attributen.

TLS ist für die Architekturen IA-32, x86-64, SPARC, SuperH, Alpha und S390 sowie unter ARM-Prozessoren verfügbar.

Weblinks

• ThreadLocal in Java
• Thread-Local Storage in X-Parallel Computations. (PDF; 831 kB)