Posix執行緒程式設計指南 4 執行緒終止

執行緒終止方式

一般來說，posix的執行緒終止有兩種情況：正常終止和非正常終止。執行緒主動呼叫pthread_exit()或者從執行緒函式中return都將使執行緒正常退出，這是可預見的退出方式；非正常終止是執行緒在其他執行緒的干預下，或者由於自身執行出錯（比如訪問非法位址）而退出，這種退出方式是不可預見的。

回頁首執行緒終止時的清理

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

最經常出現的情形是資源獨佔鎖的使用：執行緒為了訪問臨界資源而為其加上鎖，但在訪問過程中被外界取消，如果執行緒處於響應取消狀態，且採用非同步方式響應，或者在開啟獨佔鎖以前的執行路徑上存在取消點，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，因此的確需要乙個機制來簡化用於資源釋放的程式設計。

在posix執行緒api中提供了乙個pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()函式對用於自動釋放資源--從pthread_cleanup_push()的呼叫點到pthread_cleanup_pop()之間的程式段中的終止動作（包括呼叫pthread_exit()和取消點終止）都將執行pthread_cleanup_push()所指定的清理函式。api定義如下：

void pthread_cleanup_push(void (*routine) (void  *),  void *arg)
void pthread_cleanup_pop(int execute)

pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()採用先入後出的棧結構管理，void routine(void *arg)函式在呼叫pthread_cleanup_push()時壓入清理函式棧，多次對pthread_cleanup_push()的呼叫將在清理函式棧中形成乙個函式鏈，在執行該函式鏈時按照壓棧的相反順序彈出。execute引數表示執行到pthread_cleanup_pop()時是否在彈出清理函式的同時執行該函式，為0表示不執行，非0為執行；這個引數並不影響異常終止時清理函式的執行。

pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()是以巨集方式實現的，這是pthread.h中的巨集定義：

#define pthread_cleanup_push(routine,arg)                                     \

可見，pthread_cleanup_push()帶有乙個""，因此這兩個函式必須成對出現，且必須位於程式的同一級別的**段中才能通過編譯。在下面的例子裡，當執行緒在"do some work"中終止時，將主動呼叫pthread_mutex_unlock(mut)，以完成解鎖動作。

pthread_cleanup_push(pthread_mutex_unlock, (void *) &mut);
pthread_mutex_lock(&mut);
/* do some work */
pthread_mutex_unlock(&mut);
pthread_cleanup_pop(0);

必須要注意的是，如果執行緒處於pthread_cancel_asynchronous狀態，上述**段就有可能出錯，因為cancel事件有可能在pthread_cleanup_push()和pthread_mutex_lock()之間發生，或者在pthread_mutex_unlock()和pthread_cleanup_pop()之間發生，從而導致清理函式unlock乙個並沒有加鎖的mutex變數，造成錯誤。因此，在使用清理函式的時候，都應該暫時設定成pthread_cancel_deferred模式。為此，posix的linux實現中還提供了一對不保證可移植的pthread_cleanup_push_defer_np()/pthread_cleanup_pop_defer_np()擴充套件函式，功能與以下**段相當：

回頁首執行緒終止的同步及其返回值

一般情況下，程序中各個執行緒的執行都是相互獨立的，執行緒的終止並不會通知，也不會影響其他執行緒，終止的執行緒所占用的資源也並不會隨著執行緒的終止而得到釋放。正如程序之間可以用wait()系統呼叫來同步終止並釋放資源一樣，執行緒之間也有類似機制，那就是pthread_join()函式。

void pthread_exit(void *retval) 
int pthread_join(pthread_t th, void **thread_return)
int pthread_detach(pthread_t th)

pthread_join()的呼叫者將掛起並等待th執行緒終止，retval是pthread_exit()呼叫者執行緒（執行緒id為th）的返回值，如果thread_return不為null，則*thread_return=retval。需要注意的是乙個執行緒僅允許唯一的乙個執行緒使用pthread_join()等待它的終止，並且被等待的執行緒應該處於可join狀態，即非detached狀態。

如果程序中的某個執行緒執行了pthread_detach(th)，則th執行緒將處於detached狀態，這使得th執行緒在結束執行時自行釋放所占用的記憶體資源，同時也無法由pthread_join()同步，pthread_detach()執行之後，對th請求pthread_join()將返回錯誤。

乙個可join的執行緒所占用的記憶體僅當有執行緒對其執行了pthread_join()後才會釋放，因此為了避免記憶體洩漏，所有執行緒的終止，要麼已設為detached，要麼就需要使用pthread_join()來**。

回頁首關於pthread_exit()和return

理論上說，pthread_exit()和執行緒宿體函式退出的功能是相同的，函式結束時會在內部自動呼叫pthread_exit()來清理執行緒相關的資源。但實際上二者由於編譯器的處理有很大的不同。

在程序主函式（main()）中呼叫pthread_exit()，只會使主函式所在的執行緒（可以說是程序的主線程）退出；而如果是return，編譯器將使其呼叫程序退出的**（如_exit()），從而導致程序及其所有執行緒結束執行。

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