线程局部存储

线程局部存储（Thread-local storage，缩写：TLS）是一种存储持续期（storage duration），对象的存储是在线程开始时分配，线程结束时回收，每个线程有该对象自己的实例。这种对象的链接性（linkage）可以是静态的也可是外部的。
TLS的一个例子是用全局变量codice_1表示错误号。这可能在多线程并发时产生同步错误。线程局部存储的codice_2是个解决办法。
Windows的实现.
每个进程都有一组标志，共TLS_MINIMUM_AVAILABLE(==64)个。每个标志可以被设为FREE或INUSE，表示该TLS元素是否正在使用。注意这组标志属进程所有。当系统创建一个线程的时候，会为该线程分配与线程关联的、属于线程自己的PVOID型数组（共有TLS_MINIMUM_AVAILBALE个元素），数组中的每个PVOID可以保存任意值。
Windows API函数codice_3用于获取进程中一个未用的"TLS slot index"。然后将该标志从FREE改为INUSE，并返回该标志在位数组中的索引，通常将该索引保存在一个全局变量中，因为这个值会在整个进程范围内（而不是线程范围内）使用。
调用TlsSetValue(dwTlsIndex,pvTlsValue)将一个PVOID值放到线程的数组中dwTlsIndex指定的具体位置。
函数codice_4与codice_5用于通过"TLS slot index"读写一个线程局部存储变量所指向的内存块。函数codice_6用于释放"TLS slot index"。
在的FS:地址处，存放的是线程局部存储表的地址。每个线程用它自己的线程局部存储表的拷贝。TlsAlloc返回表中一个未使用的索引。因此每个线程可以用TlsSetValue(index)设置线程局部存储值，用TlsGetValue(index)获取线程局部存储值。
Windows可执行程序也可以定义一个节（section），映射到进程每个线程的不同的内存分页。这种节只定义在主程序里，动态链接库（DLL）不应该包含这种节因为不会被LoadLibrary函数在加载时初始化。
对于Windows系统来说，全局变量或静态变量会被放到".data"或".bss"段中，但当使用__declspec(thread)定义一个线程私有变量的时候，编译器会把这些变量放到PE文件的".tls"段中。当系统启动一个新的线程时，它会从进程的堆中分配一块足够大小的空间，然后把".tls"段中的内容复制到这块空间中，于是每个线程都有自己独立的一个".tls"副本。所以对于用__declspec(thread)定义的同一个变量，它们在不同线程中的地址都是不一样的。对于一个TLS变量来说，它有可能是一个C++的全局对象，那么每个线程在启动时不仅仅是复制".tls"的内容那么简单，还需要把这些TLS对象初始化，必须逐个地调用它们的全局构造函数，而且当线程退出时，还要逐个地将它们析构，正如普通的全局对象在进程启动和退出时都要构造、析构一样。Windows PE文件的结构中有个叫数据目录的结构。它总共有16个元素，其中有一元素下标为IMAGE_DIRECT_ENTRY_TLS，这个元素中保存的地址和长度就是TLS表（IMAGE_TLS_DIRECTORY结构）的地址和长度。TLS表中保存了所有TLS变量的构造函数和析构函数的地址，Windows系统就是根据TLS表中的内容，在每次线程启动或退出时对TLS变量进行构造和析构。TLS表本身往往位于PE文件的".rdata"段中。
Pthreads的实现.
Pthreads API定义了线程特定的数据。
函数codice_7与codice_8创建与删除一个键，用于线程特定的数据。键的类型被称为codice_9。键可以被所有线程看到。在每个线程，键可以用codice_10函数关联到线程特定的数据。数据可以随后用codice_11函数获取。
特定于语言的实现.
C and C++.
C11的关键字codice_12用于定义线程局部变量。在头文件codice_13定义了codice_14为上述关键词的同义。例如：
<syntaxhighlight lang="c">
thread_local int foo = 0;
</syntaxhighlight>
C++11引入了codice_14关键字用于下述情形： 
此外，不同编译器提供了各自的方法声明线程局部变量：
Windows的版本早于Vista与Server 2008, codice_19对于DLL只用于DLL被可执行程序绑定静态加载，在"LoadLibrary()"函数动态加载DLL将报告protection fault或data corruption。
Java.
Java语言中，线程局部变量使用类对象表示。ThreadLocal保持了变量的类型T，可以通过get/set方法访问。例如，ThreadLocal保持了Integer值：
<syntaxhighlight lang="java">
private static final ThreadLocal<Integer> myThreadLocalInteger = new ThreadLocal<Integer>();
</syntaxhighlight>
Oracle/OpenJDK使用操作系统线程以避免性能代价。
.NET 语言: C# 与Visual Basic.Net.
.NET Framework语言，静态域可标记ThreadStatic attribute :
<syntaxhighlight lang="csharp">
class FooBar {
</syntaxhighlight>
.NET 4.0，System.Threading.ThreadLocal<T> 可用于分配与惰性装入线程局部变量。
<syntaxhighlight lang="csharp">
class FooBar {
</syntaxhighlight>
Also an API
is available for dynamically allocating thread-local variables.
NSThread object has a thread-local dictionary that can be accessed through the thread's threadDictionary method.
Perl.
In Perl threads were added late in the evolution of the language, after a large body of extant code was already present on the Comprehensive Perl Archive Network (CPAN). Thus, threads in Perl by default take their own local storage for all variables, to minimise the impact of threads on extant non-thread-aware code. In Perl, a thread-shared variable can be created using an attribute:
Python.
Python语言从版本2.4开始，"threading"模块的"local"类可用于创建线程局部存储：
<syntaxhighlight lang="python">
import threading
mydata = threading.local()
mydata.x = 1
</syntaxhighlight>
Ruby.
Ruby语言能创建/访问线程局部变量使用[]=/[]方法:
<syntaxhighlight lang="ruby">
Thread.current[:user_id] = 1
</syntaxhighlight>