并发程序设计--D5~D7线程的创建、回收和取消清理

一个进程中的多个线程共享以下资源

        可执行指令

        静态数据

        进程中打开的文件描述符

        当前工作目录

        用户ID

        用户组ID

每个线程私有的资源

        线程ID

        PC（程序计数器）和相关寄存器

        堆区和栈区

        错误号（errno）

        优先级

        执行状态和属性

线程的创建

 #include 

 int  pthread_create(pthread_t *thread, const

       pthread_attr_t *attr, void *(*routine)(void *), void *arg);

 成功返回0，失败时返回错误码

 thread 线程对象

 attr 线程属性，NULL代表默认属性

 routine 线程执行的函数

 arg 传递给routine的参数 ，参数是void * ，注意传递参数格式

createP_t.c:14:36: warning: passing argument 3 of ‘pthread_create’ from incompatible pointer type [-Wincompatible-pointer-types]

     ret = pthread_create(&tid,NULL,testThread,NULL);

                                    ^

In file included from createP_t.c:1:0:

/usr/include/pthread.h:233:12: note: expected ‘void * (*)(void *)’ but argument is of type ‘int * (*)(char *)’

意义：表示pthread_create参数3的定义和实际代码不符合，期望的是void * (*)(void *) ，实际的代码是int * (*)(char *)

解决方法：改为pthread_create(&tid,NULL,(void*)testThread,NULL);

createP_t.c:(.text+0x4b)：对‘pthread_create’未定义的引用

collect2: error: ld returned 1 exit status   --------这个链接错误，

表示pthread_create这个函数没有实现

解决方法：编译时候加 -lpthread

注意事项：主进程的退出，它创建的线程也会退出。

线程创建需要时间，如果主进程马上退出，那线程不能得到执行

 线程退出

 线程获取

获取线程的id

通过pthread_create函数的第一个参数；通过在线程里面调用pthread_self函数

 

线程间参数传递：（重点难点）

编译错误：

createP_t.c:8:34: warning: dereferencing ‘void *’ pointer

     printf("input arg=%d\n",(int)*arg);

                                  ^

createP_t.c:8:5: error: invalid use of void expression

     printf("input arg=%d\n",(int)*arg);

错误原因是void *类型指针不能直接用*取值（*arg），因为编译不知道数据类型。

解决方法：转换为指定的指针类型后再用*取值  比如：*(int *)arg

1. 通过地址传递参数，注意类型的转换（上图）
2. 值传递，这时候编译器会告警，需要程序员自己保证数据长度正确（下图）

创建多个线程，通过arg传递i值，运行错误：

        创建多个线程，通过arg传递i值（图1和图2一个是地址传递，一个是值传递，体会不同，此处用值传递更好）

*** stack smashing detected ***: ./mthread_t terminated

已放弃 (核心已转储)

原因：栈被破坏了（数组越界）

 上面两个图中的tid[5]不对，应该是tid[i]

线程回收 

使用pthread_join 函数：

#include 

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

成功返回零，失败返回错误码

注意：pthread_join 是阻塞函数，如果回收的线程没有结束，则一直等待

编译错误：

pjoin.c:18:12: warning: format ‘%s’ expects argument of type ‘char *’, but argument 2 has type ‘void *’ [-Wformat=]

     printf("thread ret=%s\n",retv);

错误类型：参数不匹配，期望的是char * ，但参数retv是void *

解决：在参数前面加强制类型转换（char*）retv

使用pthreat_join是阻塞函数，在多线程时就无法使用，要使用线程分离

使用线程的分离：

两种方式：

1 使用pthread_detach

2 创建线程时候设置为分离属性

  pthread_attr_t attr;

  pthread_attr_init(&attr);

  pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);

线程取消 

 如果线程不主动退出，则无法回收线程，可以选择取消线程pthread_cancel

意义：随时杀掉一个线程

int pthread_cancel(pthread_t thread);

注意：线程的取消要有取消点才可以，不是说取消就取消，线程的取消点主要是阻塞的系统调用

运行段错误调试：

可以使用gdb调试

使用gdb 运行代码，gdb  ./youapp

(gdb) run

等待出现Thread 1 "pcancel" received signal SIGSEGV, Segmentation fault.

输入命令bt（打印调用栈）

(gdb) bt

#0  0x00007ffff783ecd0 in vfprintf () from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6

#1  0x00007ffff78458a9 in printf () from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6

#2  0x00000000004007f9 in main () at pcancel.c:21

确定段错误位置是pcancel.c 21行

如果没有取消点，手动设置一个

void pthread_testcancel(void);

设置取消使能或禁止

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);

PTHREAD_CANCEL_ENABLE

PTHREAD_CANCEL_DISABLE

设置取消类型

int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype);

PTHREAD_CANCEL_DEFERRED                等到取消点才取消

PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS           目标线程会立即取消

下图中main中的sleep(1)是为了让pthread_setcancelstate运行

线程的清理 

必要性： 当线程非正常终止，需要清理一些资源。

下面两个函数实际上是两个宏，必须成对使用

void pthread_cleanup_push(void (*routine) (void *), void *arg)

void pthread_cleanup_pop(int execute)

routine 函数被执行的条件：

1. 被pthread_cancel取消掉。
2. 执行pthread_exit
3. 非0参数执行pthread_cleanup_pop()

注意：

1、必须成对使用，即使pthread_cleanup_pop不会被执行到也必须写上，否则编译错误。

2、pthread_cleanup_pop()被执行且参数为0，pthread_cleanup_push回调函数routine不会被执行.

3、pthread_cleanup_push 和pthread_cleanup_pop可以写多对，routine执行顺序正好相反

4、线程内的return 可以结束线程，也可以给pthread_join返回值，但不能触发pthread_cleanup_push里面的回调函数，所以我们结束线程尽量使用pthread_exit退出线程。

 

#include 
#include 
#include 

void cleanup(void *arg){
    printf("cleanup,arg=%s\n",(char*)arg);

}
void cleanup2(void* arg){

    printf("cleanup2,arg=%s\n",(char*)arg);
}

void *func(void *arg){
    printf("This is child thread\n");
    pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS,NULL);
    pthread_cleanup_push(cleanup,"abcd");
    pthread_cleanup_push(cleanup2,"efgh");
    //while(1)
    {
        sleep(1);
        
    }
    pthread_cancel(pthread_self());
    printf("Should not print\n");


    while(1){
        printf("sleep\n");
        sleep(1);
    }
    pthread_exit("thread return");
    pthread_cleanup_pop(1);
    pthread_cleanup_pop(1);
    sleep(10);
    pthread_exit("thread return");
}


int main(){
    pthread_t tid;
    void *retv;
    int i;
    pthread_create(&tid,NULL,func,NULL);
    sleep(1);
//    pthread_cancel(tid);
    pthread_join(tid,&retv);
    printf("thread ret=%s\n",(char*)retv);
    while(1){    
        sleep(1);
    } 

}