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1、errno的由来
在C编程中，errno是个不可缺少的变量，特别是在网络编程中。如果你没有用过errno，那只能说明你的程序不够健壮。当然，如果你是WIN32平台的GetLastError()，效果也是一样的。
为什么会使用errno呢？个人认为，这是系统库设计中的一个无奈之举，他更多的是个技巧，而不是架构上的需要。我们观察下函数结构，可以发现，函数的参数返回值只有一个，这个返回值一般可以携带错误信息，比如负数表示错误，而正数表述正确的返回值，比如recv函数。但是对于一些返回指针的函数，如：char *get_str()；这个方法显然没有用的。NULL可以表示发生错误，但是发生什么错误却毫无办法。并且很多的系统调用（read/write,recv/send,open/close）的错误返回值均为-1，通过-1我们无法知晓系统到底发生了什么错误。于是，errno就诞生了。当错误发生时，函数的返回值是可以通过非法值来提示错误的发生，而全局变量errno可以存放错误原因。
2、errno的线程安全
errno是全局变量，但是在多线程环境下，就会变得很恐怖。当你调用一个函数时，发现这个函数发生了错误，但当你使用错误原因时，他却变成了另外一个线程的错误提示。想想就会觉得是件可怕的事情。
将errno设置为线程局部变量是个不错的主意，事实上，GCC中就是这么干的。他保证了线程之间的错误原因不会互相串改，当你在一个线程中串行执行一系列过程，那么得到的errno仍然是正确的。看下，bits/errno.h的定义：
# ifndef __ASSEMBLER__
/* Function to get address of global `errno' variable. */
extern int *__errno_location (void) __THROW __attribute__ ((__const__));
# if !defined _LIBC || defined _LIBC_REENTRANT
/* When using threads, errno is a per-thread value. */
# define errno (*__errno_location ())
# endif
# endif /* !__ASSEMBLER__ */
而errno.h中是这样定义的：
/* Declare the `errno' variable, unless it's defined as a macro by
bits/errno.h. This is the case in GNU, where it is a per-thread
variable. This redeclaration using the macro still works, but it
will be a function declaration without a prototype and may trigger
a -Wstrict-prototypes warning. */
#ifndef errno
extern int errno;
#endif显然，errno实际上，并不是我们通常认为的是个整型数值，而是通过整型指针来获取值的。这个整型就是线程安全的。
3、errno的实现(核心)
static pthread_key_t key;
static pthread_once_t key_once = PTHREAD_ONCE_INIT;
static void make_key()
{
(void) pthread_key_create(&key, NULL);
}
int *_errno()
{
int *ptr ;
(void) pthread_once(&key_once, make_key);
if ((ptr = pthread_getspecific(key)) == NULL)
{
ptr = malloc(sizeof(int));
(void) pthread_setspecific(key, ptr);
}
return ptr ;
}从上面的代码可以看到errno的实现主要是通过线程的局部变量（tlb）实现的，这样可以保证每个执行线程均有一份errno，保证不会其他线程锁篡改。关于线程局部变量原理以及用法参见：《linux多线程：tls的实现方式》
4、代码演练
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include <pthread.h>
void *thread_deal_func(void *arg);
#define TASK_NUM 2
pthread_t global_thread_no[TASK_NUM];
static pthread_key_t key;
static pthread_once_t key_once = PTHREAD_ONCE_INIT;
static void make_key()
{
(void) pthread_key_create(&key, NULL);
}
int * _errno()
{
int *ptr ;
(void) pthread_once(&key_once, make_key);
if ((ptr = pthread_getspecific(key)) == NULL)
{
ptr = malloc(sizeof(int));
(void) pthread_setspecific(key, ptr);
}
return ptr ;
}
#define errno_test *_errno()
//int errno_test = 0;
int main(){
errno_test = 100;
int tmp = 0,i = 0;
for(i = 0;i < TASK_NUM; i++){
if((tmp=pthread_create(&global_thread_no[i],NULL,thread_deal_func,&i))!= 0){
printf("can't create thread: %s\n",strerror(tmp));
return -1;
}
}
while(1){
printf("man thread ,errno_test:%d\n",errno_test);
sleep(1);
}
return 0;
}
void *thread_deal_func(void *arg)
{
int number = *(int*)arg;
while(1){
errno_test += 1;
printf("thread number:%d,errno_test:%d\n",number,errno_test);
sleep(1);
}
}定义errno_test为普通全局变量，执行结果：
[root@localhost some_func]# gcc errno_test.c -o errno_test -lpthread
[root@localhost some_func]# ./errno_test
thread number:1,errno_test:101
man thread ,errno_test:101
thread number:2,errno_test:102
thread number:2,errno_test:103
man thread ,errno_test:103
thread number:1,errno_test:104
thread number:2,errno_test:105
man thread ,errno_test:105
thread number:1,errno_test:106
thread number:2,errno_test:107
man thread ,errno_test:107
由于task1、task2功能主线程的静态区，因此修改errno_test变量后在线程之间相互影响。
定义errno_test为tlb，执行结果：
[root@localhost some_func]# gcc errno_test.c -o errno_test -lpthread
[root@localhost some_func]# ./errno_test
man thread ,errno_test:100
thread number:1,errno_test:1
thread number:2,errno_test:1
thread number:2,errno_test:2
thread number:1,errno_test:2
man thread ,errno_test:100
man thread ,errno_test:100
thread number:2,errno_test:3
thread number:1,errno_test:3
thread number:2,errno_test:4
thread number:1,errno_test:4
man thread ,errno_test:100
thread number:2,errno_test:5
thread number:1,errno_test:5
man thread ,errno_test:100
^C
[root@localhost some_func]#
主线程、task1、task2三个线程均有自己的errno参数，修改errno互不影响，彼此独立。
5、errno的应用
errno在库中得到广泛的应用，但是，错误编码实际上不止那么多。我们需要在自己的系统中增加更多的错误编码。一种方式就是直接利用errno，另外一种方式就是定义自己的user_errno。使用errno，strerror可能无法解析，这需要自己解决。但errno使用线程变量的方式值得借鉴。关于常见的errno的定义列表参见《Linux errno详解之系统常见错误信息》