G++现在实现了C++11
thread_local
关键字;这与
这种运行期惩罚的性质和起源究竟是什么?
显然,为了支持非函数局部thread_local
变量,在进入每个线程主线程之前,需要有一个线程初始化阶段(就像全局变量有一个静态初始化阶段),但它们指的是运行时惩罚吗?
粗略地说,gcc新的thread_local实现的架构是什么?
G++现在实现了C++11
thread_local
关键字;这与
这种运行期惩罚的性质和起源究竟是什么?
显然,为了支持非函数局部thread_local
变量,在进入每个线程主线程之前,需要有一个线程初始化阶段(就像全局变量有一个静态初始化阶段),但它们指的是运行时惩罚吗?
粗略地说,gcc新的thread_local实现的架构是什么?
(免责声明:我不太了解GCC的内部 struct ,所以这也是一个有根据的猜测.)
在提交462819c中添加了动态thread_local
初始化.其中一个变化是:
* semantics.c (finish_id_expression): Replace use of thread_local
variable with a call to its wrapper.
所以运行时的惩罚是,thread_local
变量的每个引用都将成为一个函数调用.让我们用一个简单的测试用例进行判断:
// 3.cpp
extern thread_local int tls;
int main() {
tls += 37; // line 6
tls &= 11; // line 7
tls ^= 3; // line 8
return 0;
}
// 4.cpp
thread_local int tls = 42;
编译*时,我们看到every使用tls
引用变成了对_ZTW3tls
的函数调用,_ZTW3tls
会延迟初始化变量一次:
00000000004005b0 <main>:
main():
4005b0: 55 push rbp
4005b1: 48 89 e5 mov rbp,rsp
4005b4: e8 26 00 00 00 call 4005df <_ZTW3tls> // line 6
4005b9: 8b 10 mov edx,DWORD PTR [rax]
4005bb: 83 c2 25 add edx,0x25
4005be: 89 10 mov DWORD PTR [rax],edx
4005c0: e8 1a 00 00 00 call 4005df <_ZTW3tls> // line 7
4005c5: 8b 10 mov edx,DWORD PTR [rax]
4005c7: 83 e2 0b and edx,0xb
4005ca: 89 10 mov DWORD PTR [rax],edx
4005cc: e8 0e 00 00 00 call 4005df <_ZTW3tls> // line 8
4005d1: 8b 10 mov edx,DWORD PTR [rax]
4005d3: 83 f2 03 xor edx,0x3
4005d6: 89 10 mov DWORD PTR [rax],edx
4005d8: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0 // line 9
4005dd: 5d pop rbp
4005de: c3 ret
00000000004005df <_ZTW3tls>:
_ZTW3tls():
4005df: 55 push rbp
4005e0: 48 89 e5 mov rbp,rsp
4005e3: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4005e8: 48 85 c0 test rax,rax
4005eb: 74 05 je 4005f2 <_ZTW3tls+0x13>
4005ed: e8 0e fa bf ff call 0 <tls> // initialize the TLS
4005f2: 64 48 8b 14 25 00 00 00 00 mov rdx,QWORD PTR fs:0x0
4005fb: 48 c7 c0 fc ff ff ff mov rax,0xfffffffffffffffc
400602: 48 01 d0 add rax,rdx
400605: 5d pop rbp
400606: c3 ret
将其与__thread
版本进行比较,后者没有额外的包装:
00000000004005b0 <main>:
main():
4005b0: 55 push rbp
4005b1: 48 89 e5 mov rbp,rsp
4005b4: 48 c7 c0 fc ff ff ff mov rax,0xfffffffffffffffc // line 6
4005bb: 64 8b 00 mov eax,DWORD PTR fs:[rax]
4005be: 8d 50 25 lea edx,[rax+0x25]
4005c1: 48 c7 c0 fc ff ff ff mov rax,0xfffffffffffffffc
4005c8: 64 89 10 mov DWORD PTR fs:[rax],edx
4005cb: 48 c7 c0 fc ff ff ff mov rax,0xfffffffffffffffc // line 7
4005d2: 64 8b 00 mov eax,DWORD PTR fs:[rax]
4005d5: 89 c2 mov edx,eax
4005d7: 83 e2 0b and edx,0xb
4005da: 48 c7 c0 fc ff ff ff mov rax,0xfffffffffffffffc
4005e1: 64 89 10 mov DWORD PTR fs:[rax],edx
4005e4: 48 c7 c0 fc ff ff ff mov rax,0xfffffffffffffffc // line 8
4005eb: 64 8b 00 mov eax,DWORD PTR fs:[rax]
4005ee: 89 c2 mov edx,eax
4005f0: 83 f2 03 xor edx,0x3
4005f3: 48 c7 c0 fc ff ff ff mov rax,0xfffffffffffffffc
4005fa: 64 89 10 mov DWORD PTR fs:[rax],edx
4005fd: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0 // line 9
400602: 5d pop rbp
400603: c3 ret
不过,thread_local
的每个用例都不需要这个包装器.这一点可以从decl2.c
页上看出来.
它是not个本地函数,
extern
(如上图所示),或__thread
个变量),或者__thread
个变量也不允许使用非常量表达式). 在所有其他用例中,它的行为与__thread
相同.这意味着,除非你有extern __thread
个变量,否则你可以用thread_local
替换所有的__thread
个变量,而不会损失任何性能.
*:我使用-O0编译,因为内联将使函数边界不那么可见.即使我们达到-O3,这些初始化判断仍然存在.