• BSP Day55

    今天我们来学习下线程的相关函数

    pthread_exit函数

    将单个线程退出，类似与进程中的exit()函数。

    函数原型：void pthread_exit(void *retval)。

    参数：retval表示线程的退出状态，通常传NULL，当retval的值不为NULL时，其值由pthread_join函数接收。

    思考：使用exit将指定线程退出，可以吗？

    多线程环境中，应该尽量少用，或者不使用exit函数，取而代之使用pthread_exit函数将单个线程退出。任何线程中exit导致进程退出，其他线程未工作结束，主控线程退出时不能return或exit。pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元。必须是全局的或者是用malloc分配的，不能在线程函数的栈上分配，因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了。

    总结：

     return：返回到调用者那里去，在主线程使用return会将整个进程退出。

    pthread_exit()：将调用该函数的线程退出（在主控线程使用只是将线程退出，而不是整个进程退出，在主线程中使用return会将整个进程退出，导致子线程来不及执行就结束了， 在主线程尽量不要要exit和return）

     exit: 将进程退出，在线程中使用exit会导致整个进程退出，导致其他线程未执行，　所以在多线程编程统一使用pthread_exit()函数。

     pthread_join()函数

    阻塞等待线程退出，获取线程退出状态 ， 其作用对应进程中 wait() 函数。

    函数原型：int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

    返回值：成功：0；失败：错误号

    参数：thread：线程ID （【注意】：不是指针）；retval：存储线程结束状态（pthread_exit(void*)retval）的值）。

    　对比记忆：

       进程中：main返回值、exit参数-->int；等待子进程结束 waitpid 函数参数-->int * status

       线程中：线程主函数返回值、pthread_exit-->void *；等待线程结束 pthread_join 函数参数-->void **retval

    例程：参数 retval 非空用法，使用pthread_join回收pthread_exit()的退出值

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5.  
    6. typedef struct{
    7.     int a;
    8.     int b;
    9. } exit_t;
    10.  
    11. void *tfn(void *arg)
    12. {
    13.     exit_t *ret;
    14.     ret = malloc(sizeof(exit_t)); 
    15.  
    16.     ret->a = 100;
    17.     ret->b = 300;
    18.     pthread_exit((void *)ret);
    19.  
    20.     return NULL; //should not be here.
    21. }
    22.  
    23. int main(void)
    24. {
    25.     pthread_t tid;
    26.     exit_t *retval;
    27.  
    28.     pthread_create(&tid, NULL, tfn, NULL);
    29.     /*调用pthread_join可以获取线程的退出状态*/
    30.     pthread_join(tid, (void **)&retval);
    31.     printf("a = %d, b = %d \n", retval->a, retval->b);
    32.  
    33.     return 0;
    34. }

    总结：调用该函数的线程将挂起等待，直到id为thread的线程终止。thread线程以不同的方法终止，通过pthread_join得到的终止状态是不同的，总结如下：

    1.如果thread线程通过return返回，retval所指向的单元里存放的是thread线程函数的返回值。

    2.如果thread线程被别的线程调用pthread_cancel异常终止掉，retval所指向的单元里存放的是常数PTHREAD_CANCELED。

    3.如果thread线程是自己调用pthread_exit终止的，retval所指向的单元存放的是传给pthread_exit的参数。

     4.如果对thread线程的终止状态不感兴趣，可以传NULL给retval参数。

    阻塞等待回收，防止僵尸线程；

    例程：使用pthread_join函数将循环创建的多个子线程回收。

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5.  
    6. int var = 100;
    7.  
    8. void *tfn(void *arg)
    9. {
    10.     int i;
    11.     i = (int)arg;
    12.     
    13.     sleep(i);
    14.     if (i == 1) {    //i = 0  100  333  333  777  777  
    15.         var = 333;
    16.         printf("var = %d\n", var);
    17.         pthread_exit((void *)var);
    18.  
    19.     } else  if (i == 3) {
    20.         var = 777;
    21.         printf("I'm %dth pthread, pthread_id = %lu\n var = %d\n", i+1, pthread_self(), var);
    22.         pthread_exit((void *)var);
    23.  
    24.     } else  {
    25.  
    26.         printf("I'm %dth pthread, pthread_id = %lu\n var = %d\n", i+1, pthread_self(), var);
    27.         pthread_exit((void *)var);
    28.     }
    29.  
    30.     return NULL;
    31. }
    32.  
    33. int main(void)
    34. {
    35.     pthread_t tid[5];
    36.     int i, *ret[5];
    37.  
    38.     for (i = 0; i < 5; i++)
    39.         pthread_create(&tid[i], NULL, tfn, (void *)i);
    40.  
    41.     for (i = 0; i < 5; i++) {
    42.         pthread_join(tid[i], (void **)&ret[i]);
    43.         printf("-------%d 's ret = %d\n", i, (int)ret[i]);
    44.     }
    45.     printf("I'm main pthread tid = %lu\t var = %d\n", pthread_self(), var);
    46.  
    47.     pthread_exit(NULL);
    48. }

    pthread_detach()函数

    实现线程分离。

     线程分离状态：指定该状态，线程主动与主控线程断开关系。线程结束后，其退出状态不由其他线程获取，而直接自己自动释放。

    网络、多线程服务器常用。

    进程若有该机制，将不会产生僵尸进程。僵尸进程的产生主要由于进程死后，大部分资源被释放，一点残留资源仍存于系统中，

    导致内核认为该进程仍存在。也可使用 pthread_create函数参2(线程属性)来设置线程分离。

    函数原型：int pthread_detach(pthread_t thread); 

    返回值： 成功：0；失败：错误号

    例程：使用pthread_detach函数实现线程分离  

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6.  
    7. void *tfn(void *arg)
    8. {
    9.     int n = 3;
    10.     while (n--) {
    11.         printf("thread count %d\n", n);
    12.         sleep(1);
    13.     }
    14.     return (void *)1;
    15. }
    16.  
    17. int main(void)
    18. {
    19.     pthread_t tid;
    20.     void *tret;
    21.     int err;
    22.  
    23. #if 1
    24.  
    25.     pthread_attr_t attr;            /*通过线程属性来设置游离态,必须在在线程创建前设置属性*/
    26.  
    27.     pthread_attr_init(&attr);
    28.  
    29.     pthread_attr_setdetachstate(&attr,    PTHREAD_CREATE_DETACHED);
    30.  
    31.     pthread_create(&tid, &attr, tfn, NULL);
    32.  
    33.     pthread_attr_destroy(&attr);
    34.  
    35. #else
    36.  
    37.     pthread_create(&tid, NULL, tfn, NULL);
    38.     pthread_detach(tid);        
    39.  
    40. #endif
    41.  
    42.     while (1) {
    43.         err = pthread_join(tid, &tret);
    44.         if (err != 0)
    45.             fprintf(stderr, "thread %s\n", strerror(err));
    46.         else
    47.             fprintf(stderr, "thread exit code %d\n", (int)tret);
    48.         sleep(1);
    49.     }
    50.  
    51.     return 0;
    52. }

    总结：

    1.一般情况下，线程终止后，其终止状态一直保留到其它线程调用pthread_join获取它的状态为止。但是线程也可以 被置为detach状态，这样的线程一旦终止就立刻回收它占用的  所有资源而不保留终止状态。

     2.不能对一个已经处于detach状态的线程调用pthread_join，这样的调用将返回EINVAL。如果已经对一个线程调用了pthread_detach就不能再调用pthread_join了。

    pthread_cancel()函数 

    杀死(取消)线程 ，其作用对应进程中 kill() 函数。

    函数原型：int pthread_cancel(pthread_t thread);  

    返回值： 成功：0；失败：错误号

    注意事项：线程的取消并不是实时的，而又一定的延时。需要等待线程到达某个取消点(检查点)。

    类似于玩游戏存档，必须到达指定的场所(存档点，如：客栈、仓库、城里等)才能存储进度。杀死线程也不是立刻就能完成，必须要到达取消点。

    取消点：是线程检查是否被取消，并按请求进行动作的一个位置。通常是一些系统调用creat，open，pause，close，read，write.....                                                                          可粗略认为一个系统调用(进入内核)即为一个取消点。

    若线程主体函数长时间不会调用系统调用函数，可以自己手动添加取消点：pthread_testcancel(void);     //自己添加取消点

    pthread_setcancelstate函数

    设置线程可取消和不可取消状态函数。

    函数原型：int pthread_setcancelstate(int  state,int *oldstate);

    函数参数：state：分离属性，可分离或者不可分离，可以设置的参数为PTHREAD_CANCEL_ENABLE或者PTHREAD_CANCEL_DISABLE

    oldstate：函数将当前可取消状态设置为state，而将原来的可取消状态保存在oldstate所指向的内存空间，这两步是原子操作， 不可分割，我们所默认的取消为推迟取消，即调用pthread_cancel函数后，在线程没有到达取消点之前，并不会取消。可以通过调用pthread_setcreatetype()来修改取消类型。

    推迟取消或者异步取消oldtype：保存原来的状态

    使用异步取消时，可以在任意时间撤销而不需要非要遇到取消点

    例程：终止线程的三种方法。注意“取消点”的概念。return，pthread_exit，pthread_cancel

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5.  
    6. void *tfn1(void *arg)
    7. {
    8.     printf("thread 1 returning\n");
    9.     return (void *)111; 
    10. }
    11.  
    12. void *tfn2(void *arg)
    13. {
    14.     printf("thread 2 exiting\n");
    15.     pthread_exit((void *)222);
    16. }
    17.  
    18. void *tfn3(void *arg)
    19. {
    20.     while (1) {
    21. //        printf("thread 3: I'm going to die 1 seconds after...\n");
    22. //        sleep(1);
    23.         pthread_testcancel();    //自己添加取消点
    24.     }
    25. }
    26.  
    27. int main(void)
    28. {
    29.     pthread_t tid;
    30.     void *tret = NULL;
    31.  
    32.     pthread_create(&tid, NULL, tfn1, NULL);
    33.     pthread_join(tid, &tret);
    34.     printf("thread 1 exit code = %d\n\n", (int)tret);
    35.  
    36.     pthread_create(&tid, NULL, tfn2, NULL);
    37.     pthread_join(tid, &tret);
    38.     printf("thread 2 exit code = %d\n\n", (int)tret);
    39.  
    40.     pthread_create(&tid, NULL, tfn3, NULL);
    41.     sleep(3);
    42.     pthread_cancel(tid);
    43.     pthread_join(tid, &tret);
    44.     printf("thread 3 exit code = %d\n", (int)tret);
    45.  
    46.     return 0;
    47. }

    　总结：终止某个线程而不终止整个进程，有三种方法：

    1. 从线程主函数return。这种方法对主控线程不适用，从main函数return相当于调用exit。
    2. 一个线程可以调用pthread_cancel终止同一进程中的另一个线程。
    3. 线程可以调用pthread_exit终止自己。

    线程属性初始化 

    注意:应先初始化线程属性，再pthread_ create 创建线程。

    初始化线程属性。

    函数原型：int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);

    成功: 0;失败:错误号。

    销毁线程属性所占用的资源。

    int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);

    成功: 0;失败:错误号 

    线程的分离状态 

    线程的分离状态决定一个线程以什么样的方式来终止自己。

    非分离状态线程的默认属性是非分离状态,这种情况下,原有的线程等待创建的线程结束。只有当 pthread_join()函数返回时，创建的新线程才算终止,才能释放自己占用的系统资源。

    分离状态:分离线程没有被其他的线程所等待，自己运行结束了，线程也就终止了，马上释放系统资源。 应该根据自己的需要，选择适当的分离状态。

    设置线程属性，分离or非分离

     int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);

    获取程属性，分离or非分离。

    int pthread_attr_getdetachstate(pthread_attr_t * attr, int *detachstate);

    参数:

    attr:已初始化的线程属性。

    detachstate: PTHREAD_CREATE_DETACHED (分离线程) PTHREAD_CREATE_JOINABLE (非分离线程) 

    例程：通过设置线程分离属性，创建分离子线程 

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6. void *tfn(void *arg)
    7. {
    8. printf("thread: pid = %d, tid = %lu\n", getpid(), pthread_self());
    9. return NULL ;
    10. }
    11. int main(void)
    12. {
    13. pthread_t tid;
    14. pthread_attr_t attr;
    15. int ret=pthread_attr_init(&attr);
    16. if(ret!=0)
    17. {
    18. fprintf(stderr,"attr_init error:%s\n",strerror(ret));
    19. exit(1);
    20. }
    21. ret=pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);//设置线程属性
    22. 为，分离属性
    23. if(ret!=0)
    24. {
    25. fprintf(stderr, "attr_setdetachstate error:%s\n",strerror(ret));
    26. exit(1);
    27. }
    28. ret = pthread_create(&tid, &attr, tfn, NULL);
    29. if(ret!=0)
    30. {
    31. perror("pthread_create error");
    32. exit(1);
    33. }
    34. ret = pthread_attr_destroy(&attr);
    35. if(ret!=0)
    36. {
    37. fprintf(stderr, "attr_ destroy error:%s\n",strerror(ret));
    38. exit(1);
    39. }
    40. ret=pthread_join(tid, NULL);
    41. printf("thread_join() ret = %d\n",ret);
    42. if(ret!=0)
    43. {
    44. fprintf(stderr, "thread_join error:%s\n",strerror(ret));
    45. exit(1);
    46. }
    47. printf("main: pid = %d, tid = %lu\n", getpid(), pthread_self());
    48. return 0;
    49. }

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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