thread_local 变量在线程内不一致

Question

我在文件 tracker.hpp 中有一个变量：

namespace TRIALS
{
    static thread_local int a = -1;
}

我在 ema.hpp/ema.cpp 文件中有另一个名为 EMP 的类

namespace Algo
{
    class EMP
    {
        public:
            void Sample();
    };
}

namespace Algo
{
    void EMP::Sample()
    {
        std::cout << "model " << std::this_thread::get_id() << " " << &TRIALS::a << " " << TRIALS::a << std::endl;
    }
}

然后我有我的主文件

auto model = Algo::EMP();

void Simulate(const int a)
{
    TRIALS::a = a;
    model.Sample()
    std::cout << "worker " << std::this_thread::get_id() << " " << &TRIALS::a << " " << TRIALS::a << std::endl;
}

int main()
{
    std::cout << &TRIALS::a << std::endl;
    const int nthreads = 1;

    std::cout << "main " << std::this_thread::get_id() << " " << &TRIALS::a << " " << TRIALS::a << std::endl;

    std::vector<std::thread> threads;
    for(int i=0; i<nthreads; ++i)
    {
        threads.emplace_back(&Simulate, i);
    }

    for(auto &thread : threads)
    {
        thread.join();
    }

    std::cout << "main " << std::this_thread::get_id() << " " << &TRIALS::a << " " << TRIALS::a << std::endl;

    return 0;
}

我只是运行一个线程进行调试，但这是输出：

0x7f9540b621d8

main 140279012532800 0x7f9540b621d8 -1（如预期）

model 140278985606912 0x7f953f1b469c -1（不应该是0吗？？）

worker 140278985606912 0x7f953f1b4698 0（如预期）

main 140279012532800 0x7f9540b621d8 -1（如预期）

我的印象是每个线程都有自己的 TRIALS::a 本地副本。模型中的 a 正确地增加了，但是当它从同一个线程中的函数返回时，该值仍然为 0。我正在打印出线程 ID 和 a 的地址，我看到实际上有 3 个不同的TRIALS::a 的版本，尽管总共只有两个线程。

作为附加问题，static thread_local int a 和 thread_local int a 之间有什么区别？

Answer 1

在您的示例中，static 使 thread_local 对象使用内部链接，因此每个翻译单元（.cpp 文件）都有自己的变量副本。

详情请见storage class specifiers：

thread_local 关键字仅允许用于在命名空间范围内声明的对象、在块范围内声明的对象和静态数据成员。它表示对象具有线程存储持续时间。 可与static或extern组合，分别指定内部或外部链接（静态数据成员始终具有外部链接除外），但附加的静态不影响存储时长。强>

即您可能希望删除 static 关键字，以便在整个应用程序中只有一个对象副本。在头文件中做：

namespace TRIALS {
    extern thread_local int a;
}

在.cpp 之一中：

thread_local int TRIALS::a = -1;

在 C++17 中，您可以创建变量 inline 以避免在 .cpp 中提供其定义：

namespace TRIALS {
    inline thread_local int a = -1;
}