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专业高空作业工程向工 發表於 2024-2-18 00:00:00

Linux线程退出方式总结(推荐)

<p>
        在编写多线程代码时，经常面临线程安全退出的问题。</p>
<p>
        <span><strong>一般情况下，选择检查标志位的方式： </strong></span></p>
<p>
        在线程的while循环中，执行完例程后，都对标志位进行检查，如果标志位指示继续执行则再次执行例程，如果标志位设置为退出状态，则跳出循环，结束线程的运行。</p>
<p>
        这个标志位需要主线程（或其他线程）设置，设置后，主线程调用pthread_join接口进入休眠（接口参数指定了等待的线程控制指针），子线程退出后，主线程会接收到系统的信号，从休眠中恢复，这个时候就可以去做相关的资源清除动作。</p>
<p>
        这个方法可以保证子线程完全退出，主线程再去做相关的资源清除操作</p>
<p>
        <strong>时序图如下 </strong></p>
<p>
        <img title="Linux线程退出方式总结(推荐)" alt="Linux线程退出方式总结(推荐)" src="https://zhuji.jb51.net/uploads/img/202305/9755d0077d6fbfa46de8561f9e6fbd92.jpg"></p>
<p>
        <span><strong>但是某些应用中，或许会发生下面情况： </strong></span></p>
<p>
        子线程阻塞在某个操作无法被唤醒，即使主线程设置了标志位，由于子线程进入了休眠无法醒过来，也没有办法去检查标志位，这个时候调用pthread_join进入休眠的主线程等待不到子线程退出的信号，也会一直休眠，系统进入死锁。</p>
<p>
        为了更安全地使线程退出，主线程通过pthread_cancel函数来请求取消同一进程中的其他线程，再调用pthread_join等待指定线程退出。使用pthread_cancel接口，需要了解linux下线程的两个属性，可取消状态和可取消类型，以及取消点的概念。</p>
<p>
        <span><strong>可取消状态：</strong></span>包括pthread_cancel_enable和pthread_cancel_disable。当线程处于pthread_cancel_enable，收到cancel请求会使该线程退出运行；反之，若处于pthread_cancel_disable，收到的cancel请求将处于未决状态，线程不会退出。线程启动时的默认可取消状态为pthread_cancel_enable，可以通过接口pthread_setcancelstate改变可取消状态的属性。</p>
<p>
        <span><strong>可取消类型：</strong></span>包括pthread_cancel_deferred和pthread_cancel_asynchronous。当处于pthread_cancel_deferred，线程在收到cancel请求后，需要运行到取消点才能退出运行；如果处于pthread_cancel_asynchronous，可以在任意时间取消，只要收到cancel请求即可马上退出。线程启动时默认可取消类型为pthread_cancel_deferred，可通过pthread_setcanceltype修改可取消类型。</p>
<p>
        <strong>取消点：线程检查是否被取消并按照请求进行动作的一个位置。</strong></p>
<p>
        采用pthread_cancel_deferred取消方式是因为线程可能在获取临界资源后（如获取锁），未释放资源前收到退出信号，如果使用pthread_cancel_ asynchronous的方式，无论线程运行到哪个位置，都会马上退出，而占有的资源却得不到释放。</p>
<p>
        采用pthread_cancel_deferred取消方式，线程需要运行到取消点才退出，而主线程在调用pthread_cancel后，不能马上进行线程资源释放，必须调用pthread_join进入休眠，直至等待指定线程退出。</p>
<p>
        使用pthread_cancel_deferred方式并不能完全避免这个问题，因为无法保证在获取临界资源后（比如lock操作）不会进行可以作为取消点的操作（如进行sleep），此时主线程如果对该线程发送cancel信号，线程将会在不释放锁的情况下直接结束运行，即还是会出现在释放资源前线程就退出的问题。</p>
<p>
        为了避免上述情况，不仅需要设置可取消类型，还需要设置可取消状态。将获取临界资源-释放临界资源之间的代码块都设置成pthread_cancel_disable状态，其余的代码块都设置成pthread_cancel_enable状态，确保线程在安全的地方退出。如果在可以安全退出的代码块不存在取消点系统调用，可以调用pthread_testcancel函数自己添加取消点。</p>
<p>
        <span><strong>伪代码描述如下：</strong></span></p>
<div class="jb51code">
        <div>
                <div class="syntaxhighlighterxhtml" id="highlighter_475784">
                        <div class="toolbar">
                                <span>?</span>
</div>
                        <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr>
<td class="gutter">
                                                        <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                1</div>
                                                        <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                2</div>
                                                        <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                3</div>
                                                        <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                4</div>
                                                        <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                5</div>
                                                        <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                6</div>
                                                        <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                7</div>
                                                        <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                8</div>
                                                        <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                9</div>
                                                        <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                10</div>
                                                        <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                11</div>
                                                        <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                12</div>
                                                        <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                13</div>
                                                        <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                14</div>
                                                        <div class="line number15 index14 alt2">
                                                                15</div>
                                                        <div class="line number16 index15 alt1">
                                                                16</div>
                                                        <div class="line number17 index16 alt2">
                                                                17</div>
                                                        <div class="line number18 index17 alt1">
                                                                18</div>
                                                        <div class="line number19 index18 alt2">
                                                                19</div>
                                                </td>
                                                <td class="code">
                                                        <div class="container">
                                                                <div class="line number1 index0 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">void* subthread(void*)</code>
</div>
                                                                <div class="line number2 index1 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number3 index2 alt2">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">pthread_setcancelstate(pthread_cancel_enable,&amp;oldcanclestate);</code>
</div>
                                                                <div class="line number4 index3 alt1">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">…;//不存在获取临界资源操作，可以安全退出的代码块</code>
</div>
                                                                <div class="line number5 index4 alt2">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">pthread_testcancel();//如果可以安全退出的代码块不存在取消点操作，可以自己添加pthread_testcancel调用，线程执行到这个调用就会退出</code>
</div>
                                                                <div class="line number6 index5 alt1">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">/*还有一种方法，在可以安全退出的代码块，我们将线程的可取消类型设置成pthread_cancel_ asynchronous，这样即使没有取消点也可以马上退出*/</code>
</div>
                                                                <div class="line number7 index6 alt2">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number8 index7 alt1">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">pthread_setcancelstate(pthread_cancel_disable,&amp;oldcanclestate);</code>
</div>
                                                                <div class="line number9 index8 alt2">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">/*存在获取-释放临界资源操作，如果在lock和unlock之间的运行收到cancel信号，且可取消状态为enable，则锁永远无法被释放*/</code>
</div>
                                                                <div class="line number10 index9 alt1">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">lock();</code>
</div>
                                                                <div class="line number11 index10 alt2">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">…;</code>
</div>
                                                                <div class="line number12 index11 alt1">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">unlock();</code>
</div>
                                                                <div class="line number13 index12 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                                <div class="line number14 index13 alt1">
                                                                         </div>
                                                                <div class="line number15 index14 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">void* mainthread(void*)</code>
</div>
                                                                <div class="line number16 index15 alt1">
                                                                        <code class="xhtml plain">{</code>
</div>
                                                                <div class="line number17 index16 alt2">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">pthread_cancel(subthread);//给subthread发送退出信号</code>
</div>
                                                                <div class="line number18 index17 alt1">
                                                                        <code class="xhtml spaces">  </code><code class="xhtml plain">pthread_join(subthread,null);//进入休眠，直到subthread退出成功</code>
</div>
                                                                <div class="line number19 index18 alt2">
                                                                        <code class="xhtml plain">}</code>
</div>
                                                        </div>
                                                </td>
                                        </tr></tbody></table>
</div>
        </div>
</div>
<p>
        <strong>无论使用哪种方式，核心点就是要保证线程退出的时候不会获取了某些临界资源而无法释放</strong></p>
<p>
        posix.1定义的取消点见下：<br><img title="Linux线程退出方式总结(推荐)" alt="Linux线程退出方式总结(推荐)" src="https://zhuji.jb51.net/uploads/img/202305/02bcc0ed9e3ec65a1387bd58edb52892.jpg"><br><img title="Linux线程退出方式总结(推荐)" alt="Linux线程退出方式总结(推荐)" src="https://zhuji.jb51.net/uploads/img/202305/83762cb5f6ad8877f8f199bf50b985fb.jpg"></p>
<p>
        <span><strong>注意：</strong></span>当主线程调用pthread_cancel接口后，只是将取消请求发送给指定线程，<br>
        对接口的成功调用不能保证指定线程已经退出，需要调用pthread_join等待指定线程完全退出，再进行相关资源的释放。</p>
<p>
        以上就是小编为大家带来的linux线程退出方式总结(推荐)全部内容了，希望大家多多支持~</p>

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