通过非线程局部对象访问的线程局部变量答案

【问题标题】：Thread local variable accessed through non-thread local object通过非线程局部对象访问的线程局部变量
【发布时间】：2016-09-18 11:57:14
【问题描述】：

让我们从code (Coliru)开始：

#include <iostream>
#include <thread>

using namespace std;

struct A
{
    thread_local static A* p_a;
    thread_local static int i;
};

thread_local int A::i;
thread_local A* A::p_a;

int main( )
{
    A::p_a = new A;

    auto lambda = [](A* a)
        {
          a->i = 1; // Prints 1 (below, of course)
          std::cout << a->i << std::endl;
        };

    std::thread t(std::bind(lambda, A::p_a));
    t.join();

    // Prints 0 (it hasn't been modified)
    std::cout << A::p_a->i << std::endl;

    return 0;
}

正如大家所见，第二个线程修改了它的A::i 的线程本地副本，即使我从另一个线程的另一个线程本地对象访问它。这是预期的行为吗？因为除非我将指针或引用传递给要读取的外部线程本地对象，否则无法使用“引用者”从另一个线程获取信息。

对于“referer”，我指的是管理或可以让您从其线程访问其自己的 thread_local 变量的东西。但那是不可能的！！任何产生 thread_local 变量的表达式，无论来自谁（我做过不同的测试，即使使用访问器函数），都以使用读取线程的 thread_local 实例结束。

【问题讨论】：

我不确定使用thread_local 在线程之间进行通信是否符合thread_local 存储的精神。为什么不直接使用普通的static？
我只是....“理解行为”（或试图）。
嗯，它是一个语法问题。仅仅因为您使用的语法看起来像是在取消引用 A 指针，所以您不是。编译器看到它是static 并忽略指针并直接进入单个（在这种情况下为每个线程）静态实例。整个thread_local 业务实际上与此无关。
使 i 成为常规的非静态和非 thread_local 成员。然后你的 lambda 将引用 main 中创建的 A 实例中的 i。

标签： c++ multithreading c++11 thread-local

【解决方案1】：

这是一个语法问题：在这种情况下，a->i; 与A::i; 相同，因为A::i 是一个静态成员并且它的地址不依赖于A的任何一个实例。

因此，仅仅因为您使用的语法看起来像是在取消引用 A 指针，所以您不是。编译器认为它是一个 静态成员 并忽略指针并直接进入单个（在这种情况下为每个线程）static 实例。整个thread_local 业务实际上与此无关。

因此，当您在 lambda 中通过 A* a 访问 A 的 静态成员 时，编译器会忽略地址你给了它并做A::i不管（得到它自己的thread_local版本）。

struct A
{
    static int i;
};

A* a = new A;
a->i; // identical to A::i (because i is static)

这是 C++14 标准中提到的标准语法：

5.2.5 类成员访问[ expr.ref ]

1. 后缀表达式后跟一个点。或箭头 ->，可选地后跟关键字模板 (14.2)，然后是一个 id 表达式，是一个后缀表达式。点或箭头前的后缀表达式被评估； ⁶⁵ 该评估的结果与 id-expression 一起确定整个后缀表达式。

...

⁶⁵⁾ 如果评估类成员访问表达式，即使结果是不必要的，也会发生子表达式评估确定整个后缀表达式的值，例如如果 id 表达式表示静态成员。

（强调我的）

【讨论】：

但这是一个“编译器”的东西？或者它是否存在于标准中？
@Peregring-lk 它是语法的一部分。如果您考虑一下，每个类只有一个版本的静态成员。那么编译器如何关心您访问那个 single 实例的地址呢？对于thread_local，它仅仅意味着每个线程只有一个，但问题仍然存在。通过-> 访问static 成员不使用指针，它只是使用class 类型 来查找静态（或thread_local 静态）实例。
是的。我的评论已过时而被删除。这个很快就会出现。
是的，它更清晰。我只是想知道您是否因为“自己的扣除”而回答，或者那是“设计”的行为。认为取消引用运算符被忽略；它只是用来跟踪表达式所指的对象；这就像搜索“按名称”。认为“p_a”可能是一个定制的指针包装器，带有重载的operator* 等等； “语法糖”解释将更难辩护（如果在返回参考之前涉及if 怎么办？）。但无论如何，无论如何，我确信使用的 var 将是线程本地的，而不是外部的。
@Peregring-lk 我刚刚包含了来自C++14 Standard 的摘录，确认此语法在访问静态成员时是合法的。关于重载operator->，这只会产生另一个指针，最终应用->。我想（虽然没有确认）产生的指针的类型决定了在这种情况下访问哪个类的静态成员。

【解决方案2】：

你传递了一个'A'指针，但我们应该知道'i'变量和'p_a'变量实际上不属于'A'，然后是静态的，所以虽然你启动了一个由'A'指针传递的线程,然后修改'i'变量，它是不同的，因为这个'i'不在'i'之外，它们是不同的。

【讨论】：