Linux线程（三）终止线程与回收线程详解

news2024/10/4 1:42:38

1.终止线程

在示例代码，我们在新线程的启动函数（线程 start 函数）new_thread_start()通过 return 返回之后，意味着该线程已经终止了，除了在线程 start 函数中执行 return 语句终止线程外，终止线程的方式还有多种，可以通过如下方式终止线程的运行：

线程的 start 函数执行 return 语句并返回指定值，返回值就是线程的退出码；
线程调用 pthread_exit()函数；
调用 pthread_cancel()取消线程（将在 6 小节介绍）；

如果进程中的任意线程调用 exit()、_exit()或者_Exit()，那么将会导致整个进程终止，这里需要注意！

pthread_exit()函数将终止调用它的线程，其函数原型如下所示：

#include <pthread.h>

void pthread_exit(void *retval);

使用该函数需要包含头文件<pthread.h>。

参数 retval 的数据类型为 void *，指定了线程的返回值、也就是线程的退出码，该返回值可由另一个线程通过调用 pthread_join()来获取；同理，如果线程是在 start 函数中执行 return 语句终止，那么 return 的返回值也是可以通过 pthread_join()来获取的。参数 retval 所指向的内容不应分配于线程栈中，因为线程终止后，将无法确定线程栈的内容是否有效；

出于同样的理由，也不应在线程栈中分配线程 start 函数的返回值。

调用 pthread_exit()相当于在线程的 start 函数中执行 return 语句，不同之处在于，可在线程 start 函数所调用的任意函数中调用 pthread_exit()来终止线程。如果主线程调用了 pthread_exit()，那么主线程也会终止，但其它线程依然正常运行，直到进程中的所有线程终止才会使得进程终止。

使用示例

//示例代码 11.4.1 pthread_exit()终止线程使用示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

static void *new_thread_start(void *arg) {
 printf("新线程 start\\n");
 sleep(1);
 printf("新线程 end\\n");
 pthread_exit(NULL);
}

int main(void) {
 pthread_t tid;
 int ret;
 ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
 if (ret) {
		 fprintf(stderr, "Error: %s\\n", strerror(ret));
		 exit(-1);
 }
 printf("主线程 end\\n");
 pthread_exit(NULL);
 exit(0);
}

新线程中调用 sleep()休眠，保证主线程先调用 pthread_exit()终止，休眠结束之后新线程也调用pthread_exit()终止，编译测试看看打印结果：

正如上面介绍到，主线程调用 pthread_exit()终止之后，整个进程并没有结束，而新线程还在继续运行。

2.回收线程

在父、子进程当中，父进程可通过 wait()函数（或其变体 waitpid()）阻塞等待子进程退出并获取其终止状态，回收子进程资源；而在线程当中，也需要如此，通过调用 pthread_join()函数来阻塞等待线程的终止，并获取线程的退出码，回收线程资源；pthread_join()函数原型如下所示：

#include <pthread.h>

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

使用该函数需要包含头文件<pthread.h>。

函数参数和返回值含义如下：

thread：

pthread_join()等待指定线程的终止，通过参数 thread（线程 ID）指定需要等待的线程；

retval：

如果参数 retval 不为 NULL，则 pthread_join()将目标线程的退出状态（即目标线程通过pthread_exit()退出时指定的返回值或者在线程 start 函数中执行 return 语句对应的返回值）复制到retval 所指向的内存区域；如果目标线程被 pthread_cancel()取消，则将 PTHREAD_CANCELED 放在retval 中。如果对目标线程的终止状态不感兴趣，则可将参数 retval 设置为 NULL。

返回值：

成功返回 0；失败将返回错误码。

调用 pthread_join()函数将会以阻塞的形式等待指定的线程终止，如果该线程已经终止，则 pthread_join()立刻返回。如果多个线程同时尝试调用 pthread_join()等待指定线程的终止，那么结果将是不确定的。

若线程并未分离（detached，将在 11.6.1 小节介绍），则必须使用 pthread_join()来等待线程终止，回收线程资源；如果线程终止后，其它线程没有调用 pthread_join()函数来回收该线程，那么该线程将变成僵尸线程，与僵尸进程的概念相类似；同样，僵尸线程除了浪费系统资源外，若僵尸线程积累过多，那么会导致应用程序无法创建新的线程。

当然，如果进程中存在着僵尸线程并未得到回收，当进程终止之后，进程会被其父进程回收，所以僵尸线程同样也会被回收。

所以，通过上面的介绍可知，pthread_join()执行的功能类似于针对进程的 waitpid()调用，不过二者之间存在一些显著差别：

线程之间关系是对等的。进程中的任意线程均可调用 pthread_join()函数来等待另一个线程的终止。譬如，如果线程 A 创建了线程 B，线程 B 再创建线程 C，那么线程 A 可以调用 pthread_join()等待线程 C 的终止，线程 C 也可以调用 pthread_join()等待线程 A 的终止；这与进程间层次关系不同，父进程如果使用 fork()创建了子进程，那么它也是唯一能够对子进程调用 wait()的进程，线程之间不存在这样的关系。
不能以非阻塞的方式调用 pthread_join()。对于进程，调用 waitpid()既可以实现阻塞方式等待、也可以实现非阻塞方式等待。

使用示例

//示例代码 11.5.1 pthread_join()等待线程终止
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

static void *new_thread_start(void *arg) {
	 printf("新线程--running\\n");
	 for ( ; ; )
			 sleep(1);
	 return (void *)0; 
}

int main(void) {
	 pthread_t tid;
	 void *tret;
	 int ret;

	 /* 创建新线程 */
	 ret = pthread_create(&tid, NULL, new_thread_start, NULL);
	 if (ret) {
			 fprintf(stderr, "pthread_create error: %s\\n", strerror(ret));
			 exit(-1);
	 }
	 sleep(1);

	 /* 向新线程发送取消请求 */
	 ret = pthread_cancel(tid);
	 if (ret) {
			 fprintf(stderr, "pthread_cancel error: %s\\n", strerror(ret));
			 exit(-1);
	 }

	 /* 等待新线程终止 */
	 ret = pthread_join(tid, &tret);
	 if (ret) {
		 fprintf(stderr, "pthread_join error: %s\\n", strerror(ret));
		 exit(-1);
	 }

	 printf("新线程终止, code=%ld\\n", (long)tret);
	 exit(0);
}

主线程调用 pthread_create()创建新线程之后，新线程执行 new_thread_start()函数，而在主线程中调用pthread_join()阻塞等待新线程终止，新线程终止后，pthread_join()返回，将目标线程的退出码保存在*tret 所指向的内存中。

测试结果如下：