線程等待退出、退出清理函數

1.等待線程退出:

          線程從入口點函數自然返回，或者主動調用pthread_exit()函數，都可以讓線程正常終止。

          線程從入口點函數自然返回時，函數返回值可以被其它線程用pthread_join函數獲取。

pthread_join原型為：

      #include <pthread.h>

   int pthread_join(pthread_t th, void **thread_return);

1.該函數是一個阻塞函數，一直等到參數 th 指定的線程返回；與多進程中的wait或waitpid類似。

thread_return是一個傳出參數，接收線程函數的返回值。如果線程通過調用pthread_exit()終止，則 pthread_exit() 中的參數相當於自然返回值，照樣可以被其它線程用pthread_join()獲取到。

2.thid傳遞0值時，join返回ESRCH錯誤。

3.該函數還有一個非常重要的作用，由於一個進程中的多個線程共享數據段，因此通常在一個線程退出后，退出線程所占用的資源並不會隨線程結束而釋放。如果th線程類型並不是自動清理資源類型的，則th線程退出后，線程本身的資源必須通過其它線程調用pthread_join來清除,這相當於多進程程序中的waitpid。

pthread_join.c

#include<stdio.h> #include<pthread.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> void* threadfunc(void*p) {         strcpy((char*)p,"hello");         printf("I am a child thread %s\n",(char*)p);         printf("child p is %p\n",p);         pthread_exit(p); } int main() {         pthread_t thdid;         void* p=malloc(20);         printf("father p is %p\n",p);         int ret = pthread_create(&thdid,NULL,threadfunc,p);         if(ret!=0)         {                 printf("error pthread_create\n");                 return -1;         }         printf("I am a father thread %s\n",(char*)p);         void *p1;         printf("return thread  p1 is %p\n",p1);         ret=pthread_join(thdid,&p1);         if(ret!=0)         {                 printf("error pthread_join\n");                 return -1;         }          printf("father thread %s\n",(char*)p);         printf("return thread  p1 is %p\n",p1);         printf("retturn thread p1=%s\n",(char*)p1);         return 0; }

2. 線程取消

線程也可以被其它線程殺掉，在Linux中的說法是一個線程被另一個線程取消(cancel)。

       線程取消的方法是一個線程向目標線程發cancel信號，但是如何處理cancel信號則由目標線程自己決定，目標線程或者忽略、或者立即終止、或者繼續運行至cancelation-point(取消點)后終止。

取消點：

       根據POSIX標准，pthread_join()、pthread_testcancel()、pthread_cond_wait()、pthread_cond_timedwait()、sem_wait()、sigwait()等函數以及read()、write()等會引起阻塞的系統調用都是Cancelation-point，而其他pthread函數都不會引起Cancelation動作。但是pthread_cancel的手冊頁聲稱，由於Linux線程庫與C庫結合得不好，因而目前C庫函數都不是Cancelation-point；但CANCEL信號會使線程從阻塞的系統調用中退出，並置EINTR錯誤碼，因此可以在需要作為Cancelation-point的系統調用前后調用pthread_testcancel()，從而達到POSIX標准所要求的目標，即如下代碼段：

    

pthread_testcancel();

r etcode = read(fd, buffer, length);

pthread_testcancel();

     

      但是從RedHat9.0的實際測試來看，至少有些C庫函數的阻塞函數是取消點，如read(),getchar()等，而sleep()函數不管線程是否設置了pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE,NULL)，都起到取消點作用。總之，線程的取消一方面是一個線程強行殺另外一個線程，從程序設計角度看並不是一種好的風格，另一方面目前Linux本身對這方面的支持並不完善，所以在實際應用中應該謹慎使用！！

       int pthread_cancel(pthread_t thread);         //盡量不要用，linux支持並不完善

 

man函數不能查看函數幫助 ： 增加 man 信息 ， sudo apt-get install manpages-posix-dev

pthread_cancel.c

#include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> //驗證主線程cancel子線程場景 void* thread(void* p) {         printf("I am child\n");         char buf[128]={0};         read(0,buf,sizeof(buf));         printf("after read\n");         pthread_exit((void*)5); } int main() {         pthread_t pth_id;         pthread_create(&pth_id,NULL,thread,NULL);         int ret;         //sleep(2);    //讓線程正常執行完退出         ret=pthread_cancel(pth_id);  //不用等待讓線程創建好，傳入pth_id可以直接取消后續操作         if(ret!=0)         {                 printf("pthread_cancel failed ret=%d\n",ret);                 return -1;         }         int i;         ret=pthread_join(pth_id,(void**)&i);    //不獲取子線程的返回值         if(ret!=0)         {                 printf("pthread_join failed ret=%d\n",ret);                 return -1;         }         printf("main thread i = %d\n",(int)i);         return 0; }

#define        ESRCH                 3        /* No such process */ 線程被取消，退出值就是-1，這個值還是能被pthread_join函數捕捉到

所有的內核線程運行在同一個內核進程地址空間，這個和用戶級線程不一樣

3. 線程終止清理函數

     不論是可預見的線程終止還是異常終止，都會存在資源釋放的問題，在不考慮因運行出錯而退出的前提下，如何保證線程終止時能順利的釋放掉自己所占用的資源，特別是鎖資源，就是一個必須考慮解決的問題。

       最經常出現的情形是資源獨占鎖的使用：線程為了訪問臨界共享資源而為其加上鎖，但在訪問過程中該線程被外界取消，或者發生了中斷，則該臨界資源將永遠處於鎖定狀態得不到釋放。外界取消操作是不可預見的，因此的確需要一個機制來簡化用於資源釋放的編程。(比如子線程malloc的空間，等到子線程退出，這段空間並沒有釋放)

       在POSIX線程API中提供了一個pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()函數對用於自動釋放資源--從pthread_cleanup_push()的調用點到pthread_cleanup_pop()之間的程序段中的終止動作都將執行pthread_cleanup_push()所指定的清理函數。API定義如下：

   void   pthread_cleanup_push (void (*routine) (void *),   void *arg)

   void   pthread_cleanup_pop (int execute)                //（默認都寫0）

       pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()采用先入后出的棧結構管理

       void routine(void  *arg)函數在調用pthread_cleanup_push()時壓入清理函數棧，多次對pthread_cleanup_push()的調用將在清理函數棧中形成一個函數鏈，在執行該函數鏈時按照壓棧的相反順序彈出。execute參數表示執行到pthread_cleanup_pop()時是否在彈出清理函數的同時執行該函數，為0表示不執行，非0為執行；這個參數並不影響異常終止時清理函數的執行。

(了解) 

pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()是以宏方式實現的，這是 pthread.h 中的宏定義：

 #define pthread_cleanup_push(routine,arg) \

 {

              struct  _pthread_cleanup_buffer  _buffer; \

             _pthread_cleanup_push (&_buffer, (routine), (arg));  

              #define pthread_cleanup_pop(execute) \

             _pthread_cleanup_pop (&_buffer, (execute));

 }

可見，pthread_cleanup_push()帶有一個"{"，而pthread_cleanup_pop()帶有一個"}"，因此這兩個函數必須成對出現，且必須位於程序的同一級別的代碼段中才能通過編譯。;宏定義中'\'表示連接到下一行;

pthread_cleanup_pop 的參數 execute 如果為非0值,則按棧的順序注銷掉一個原來注冊的清理函數，並執行該函數；當 pthread_cleanup_pop() 函數的參數為0時，僅僅在線程調用pthread_exit函數或者其它線程對本線程調用pthread_cancel函數時，才在彈出“清理函數”的同時執行該“清理函數”。

pthread_cleanup.c

#include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> //驗證子線程被cancel后，能夠執行線程清理函數 void clean1(void* p) {         printf("I am clean func %d\n",(int)p); } void* thread(void* p) {         pthread_cleanup_push(clean1,(void*)1);         printf("I am child\n");         char buf[128]={0};         read(0,buf,sizeof(buf));         printf("after read\n");         pthread_exit((void*)5);         pthread_cleanup_pop(0); } int main() {         pthread_t pth_id;         pthread_create(&pth_id,NULL,thread,NULL);         int ret;         ret=pthread_cancel(pth_id);         if(ret!=0)         {                 printf("pthread_cancel failed ret=%d\n",ret);                 return -1;         }         int i;         ret=pthread_join(pth_id,(void**)&i);          if(ret!=0)         {                 printf("pthread_join failed ret=%d\n",ret);                 return -1;         }         printf("main thread i =%d\n",(int)i);         return 0; }

//清理函數棧壓入兩個函數

pthread_cleanup2.c

#include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> void clean1(void* p) {         printf("I am clean func %d\n",(int)p); } void* thread(void* p) {         pthread_cleanup_push(clean1,(void*)1);         pthread_cleanup_push(clean1,(void*)2);         printf("I am child\n");         char buf[128]={0};         read(0,buf,sizeof(buf));         printf("after read\n");         pthread_exit((void*)5);         pthread_cleanup_pop(0);         pthread_cleanup_pop(0); } int main() {         pthread_t pth_id;         pthread_create(&pth_id,NULL,thread,NULL);         int ret;         ret=pthread_cancel(pth_id);         if(ret!=0)         {                 printf("pthread_cancel failed ret=%d\n",ret);                 return -1;         }         void* p;         ret=pthread_join(pth_id,&p);           if(ret!=0)         {                 printf("pthread_join failed ret=%d\n",ret);                 return -1;         }         printf("main thread p=%d\n",(int)p);         return 0; }

//子線程動態申請空間，被其他線程取消，可以調用清理函數清理

pthread_clean_malloc.c

#include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> void clean1(void* p) {         printf("I am clean,p =%s\n",(char*)p);         free(p);   //由清理函數進行堆內存free } void* thread(void* p) {         p=malloc(20);         pthread_cleanup_push(clean1,p);         printf("I am child\n");         strcpy((char*)p,"hello");         char buf[128]={0};         read(0,buf,sizeof(buf));         printf("after read\n");         pthread_exit((void*)5);  //如果沒有這一句，要執行清理函數就要把下面參數改為非0         pthread_cleanup_pop(0); } int main() {         pthread_t pth_id;         pthread_create(&pth_id,NULL,thread,NULL);         int ret;         sleep(2);         ret=pthread_cancel(pth_id);         if(ret!=0)         {                 printf("pthread_cancel failed ret=%d\n",ret);                 return -1;         }         void* q;         ret=pthread_join(pth_id,&q);  //不獲取子線程的返回值         if(ret!=0)         {                 printf("pthread_join failed ret=%d\n",ret);                 return -1;         }         printf("main thread q=%d\n",(int)q);         return 0; }

// 第一個結果是被中途取消了的，退出值-1,；第二個結果是線程運行到pthread_exit((void*)5)退出，退出值就是5