Linux執行緒之pthread join

linux執行緒之pthread_join

pthread_join使乙個執行緒等待另乙個執行緒結束。

**中如果沒有pthread_join；主線程會很快結束從而使整個程序結束，從而使建立的執行緒沒有機會開始執行就結束了。加入pthread_join後，主線程會一直等待直到等待的執行緒結束自己才結束，使建立的執行緒有機會執行。

所有執行緒都有乙個執行緒號，也就是threadid，其型別為pthread_t。通過呼叫pthread_self()函式可以獲得自身的執行緒號。

如果你的主線程，也就是main函式執行的那個執行緒，在你其他執行緒退出之前就已經退出，那麼帶來的bug則不可估量。通過pthread_join函式會讓主線程阻塞，直到所有執行緒都已經退出。

int pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr);

thread：等待退出執行緒的執行緒號。

value_ptr：退出執行緒的返回值。

可以通過pthread_join()函式來使主線程阻塞等待其他執行緒退出，這樣主線程可以清理其他執行緒的環境。但是還有一些執行緒，更喜歡自己來清理退出的狀態，他們也不願意主線程呼叫pthread_join來等待他們。我們將這一類執行緒的屬性稱為detached（分離的）。如果我們在呼叫 pthread_create()函式的時候將屬性設定為null，則表明我們希望所建立的執行緒採用預設的屬性，也就是jionable（此時不是detached）。

如果需要將屬性設定為detached。則應該如下設定：

pthread_attr_t  attr;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, pthread_create_detached);
pthread_create(&pthreadid,  &attr,  myprocess,  &arg);

警告：

執行緒可以通過自身執行結束來結束，也可以通過呼叫pthread_exit()來結束執行緒的執行。另外，執行緒甲可以被執行緒乙被動結束。這個通過呼叫pthread_cancel()來達到目的。

int pthread_cancel(pthread_t thread);

函式呼叫成功返回0。

當然，執行緒也不是被動的被別人結束。它可以通過設定自身的屬性來決定如何結束

執行緒的被動結束分為兩種，一種是非同步終結，另外一種是同步終結。非同步終結就是當其他執行緒呼叫pthread_cancel的時候，執行緒就立刻被結束。而同步終結則不會立刻終結，它會繼續執行，直到到達下乙個結束點（cancellation point）。當乙個執行緒被按照預設的建立方式建立，那麼它的屬性是同步終結。

執行緒終止的三種方式：

執行緒只是從啟動例程中返回，返回值是執行緒的退出碼；

執行緒呼叫了pthread_exit函式；

執行緒可以被同一程序中的其他執行緒取消。

1 執行緒取消的定義

一般情況下，執行緒在其主體函式退出的時候會自動終止，但同時也可以因為接收到另乙個執行緒發來的終止（取消）請求而強制終止。

2 執行緒取消的語義

執行緒取消的方法是向目標執行緒發cancel訊號，但如何處理cancel訊號則由目標執行緒自己決定，或者忽略（當禁止取消時）、或者立即終止（當在取消點或非同步模式下）、或者繼續執行至cancelation-point（取消點，下面將描述），總之由不同的cancelation狀態決定。

執行緒接收到cancel訊號的預設處理（即pthread_create()建立執行緒的預設狀態）是繼續執行至取消點再處理（退出），或在非同步方式下直接退出。乙個執行緒處理cancel請求的退出操作相當於pthread_exit(pthread_canceled)。當然執行緒可以通過設定為 pthread_cancel_disable來拒絕處理cancel請求，稍後會提及。

執行緒的取消與執行緒的工作方式（joinable或detached）無關。

3 取消點

根據posix標準，pthread_join()、 pthread_testcancel()、pthread_cond_wait()、 pthread_cond_timedwait()、sem_wait()、sigwait()等函式以及read()、write()等會引起阻塞的系統呼叫都是cancelation-point，而其他pthread函式都不會引起cancelation動作。但是pthread_cancel的手冊頁聲稱，由於linuxthread庫與c庫結合得不好，因而目前c庫函式都不是cancelation-point；但cancel訊號會使執行緒從阻塞的系統呼叫中退出，並置eintr錯誤碼，因此可以在需要作為cancelation-point的系統呼叫前後呼叫pthread_testcancel()，從而達到posix標準所要求的目標，即如下**段：

pthread_testcancel();

retcode = read(fd, buffer,length);

pthread_testcancel();

使用前須判斷執行緒id的有效性！即判斷並保證：thrd != 0 否則有可能會出現「段錯誤」的異常！

但是pthread_cancel的手冊頁聲稱，由於linuxthread庫與c庫結合得不好，因而目前c庫函式（比如read()）在linux中都不是cancelation-point；但cancel訊號會使執行緒從阻塞的系統呼叫中退出，並置eintr錯誤碼，因此可以在需要作為cancelation-point的系統呼叫前後呼叫 pthread_testcancel()，從而達到posix標準所要求的目標，即如下**段：

pthread_testcancel();
retcode = read(fd, buffer, length);
pthread_testcancel();

4 程式設計方面的考慮

如果執行緒處於無限迴圈中，且迴圈體內沒有執行至取消點的必然路徑，則執行緒無法由外部其他執行緒的取消請求而終止。因此在這樣的迴圈體的必經路徑上應該加入pthread_testcancel()呼叫。

當pthread_cancel()返回時，執行緒未必已經取消，可能僅僅將請求傳送給目標執行緒，而目標執行緒目前沒有到達取消點，如果要知道執行緒在何時中止，就需要在取消它之後呼叫pthread_join()。有乙個例外是當執行緒被detach後，不能這樣處理：

a) 當join乙個已經detached的執行緒時，返回einval；

b) 如果join後該執行緒設定為detached，則detach將不起作用。

因此，如果知道乙個執行緒可能會以分離方式執行，就不需要在pthread_cancel()後呼叫pthread_join()。

5 與執行緒取消相關的pthread函式

int pthread_cancel(pthread_t thread)

傳送終止訊號給thread執行緒，如果成功則返回0，否則為非0值。傳送成功並不意味著thread會終止。

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate)

設置本執行緒對cancel訊號的反應，state有兩種值：pthread_cancel_enable（預設）和 pthread_cancel_disable，分別表示收到訊號後設為cancled狀態和忽略cancel訊號繼續執行；old_state如果不為 null則存入原來的cancel狀態以便恢復。

int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype)

設置本執行緒取消動作的執行時機，type有兩種取值：pthread_cancel_deffered 和 pthread_cancel_asychronous，僅當cancel狀態為enable時有效，分別表示收到訊號後繼續執行至下乙個取消點再退出和立即執行取消動作（退出）；oldtype如果不為null則存入運來的取消動作型別值。

void pthread_testcancel(void)

檢查本執行緒是否處於canceld狀態，如果是，則進行取消動作，否則直接返回。

6 檢測乙個執行緒是否還活著的pthread函式

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