C语言如何初始化线程局部存储实现子线程继承父线程TLS指针

现有使用GCC __thread扩展实现线程局部存储的代码如下：

static __thread vars* ptr=NULL;
void thread_init(vars* new_vars){
    if(new_vars){
        ptr=new_vars
    }
    printf("%p",ptr);
}

__thread修饰的变量是线程私有的独立副本，线程创建时该变量会被初始化为代码中定义的静态初值，不会自动继承创建它的父线程的对应变量值。
当前测试的线程关系为：thread1是主线程创建的线程，thread1_child是thread1创建的子线程，按现有逻辑执行会出现如下结果：

• 主线程调用thread_init(a)，主线程的ptr值为a
• thread1调用thread_init(b)，thread1的ptr值为b
• thread1_child调用thread_init(NULL)，thread1_child的ptr值为初始值NULL，和父线程thread1的b不相等

__thread本身没有自动继承父线程TLS值的语义，要实现子线程创建时ptr和父线程相等，只需要在创建子线程时手动把当前线程的ptr值传给子线程，子线程启动后第一时间把这个值赋值给自己的TLSptr即可。
基于POSIX线程库的可落地实现代码如下：

#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>

// 原有TLS定义和thread_init逻辑保持不变
static __thread vars* ptr=NULL;
void thread_init(vars* new_vars){
    if(new_vars){
        ptr=new_vars
    }
    printf("%p",ptr);
}

// 线程包装参数，用来传递继承的ptr和真实业务参数
typedef struct {
    vars* inherited_ptr;
    void* (*real_entry)(void*);
    void* real_arg;
} thread_wrap_ctx;

// 统一的线程入口包装，所有子线程启动先走这段逻辑
static void* thread_entry_wrap(void* arg) {
    thread_wrap_ctx* ctx = (thread_wrap_ctx*)arg;
    // 核心：把父线程传过来的ptr赋值给当前线程的TLS变量
    ptr = ctx->inherited_ptr;
    void* ret = ctx->real_entry(ctx->real_arg);
    free(ctx);
    return ret;
}

// 封装统一的线程创建函数，自动处理ptr继承逻辑
pthread_t launch_thread(void* (*entry_func)(void*), void* arg) {
    pthread_t tid;
    thread_wrap_ctx* ctx = malloc(sizeof(thread_wrap_ctx));
    // 创建子线程时，把当前线程（父线程）的ptr值塞进上下文
    ctx->inherited_ptr = ptr;
    ctx->real_entry = entry_func;
    ctx->real_arg = arg;
    pthread_create(&tid, NULL, thread_entry_wrap, ctx);
    return tid;
}

使用该封装后，所有通过launch_thread创建的子线程，启动时就会自动把父线程当前的ptr值设置为自己的TLSptr初值，完全满足需求：

• 主线程调用thread_init(a)后创建thread1，thread1初始ptr就是a，之后thread1调用thread_init(b)将自身ptr更新为b
• thread1调用launch_thread创建thread1_child，thread1_child初始ptr自动设置为thread1当前的b，此时thread1_child调用thread_init(NULL)不会覆盖已有值，打印结果和父线程的b完全一致。

注意事项 #

• 不要跨线程直接传递TLS变量本身的地址，每个线程的TLS变量存储在线程独立的内存区域，跨线程访问属于未定义行为
• 该方案实现的是子线程创建时刻的ptr值继承，如果后续父线程修改了自身ptr，子线程的ptr不会同步变化——这是TLS变量的设计特性，如果需要多线程实时共享同一个值，不要用TLS，改用堆上分配的共享变量配合线程同步机制即可
• 如果使用C11及以上标准编译，可以把GCC扩展__thread替换为标准关键字_Thread_local，逻辑不需要做任何改动

内容的提问来源于stack exchange，提问作者J. Allen