Linux 下子线程的 pthread_cleanup_push() 和 pthread_cleanup_pop() 研究
线程退出前可能有一些清理工作,但是这部分代码又不会放到线程主体部分,就需要挂接一个或者几个线程“清洁工”来做这部分事情。需要这对兄弟:
#include<pthread.h> void pthread_cleanup_push(void (*rtn)(void *), void *arg);
void pthread_cleanup_pop(int execute);
显然pthread_cleanup_push() 是挂接 清理函数的,它的返回值类型为 void,有两个入口参数,第一个参数是清理函数函数指针,第二个参数是传给清理函数的 typeless pointer 。
另一个兄弟 pthread_cleanup_pop() 是来触发清理函数的,是按照相反的顺序来触发清理函数的。而如果它的入口参数 execute 为0值,则对应的清理函数并没有真正的执行。
例如下面这个例子:
/****************************************************************
# File Name: thread_cleanup3.c
# Author : lintex9527
# E-Mail : lintex9527@yeah.net
# Created Time: Sat 22 Aug 2015 03:25:09 PM HKT
# Purpose : 测试清理函数的触发顺序,以及执行与否。
# Outline :
# Usage :
# --------------------------------------------------
# Result :
# --------------------------------------------------
*****************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h> /* 线程传递给 清理函数 的参数结构体 */
struct argtype{
int a,b;
int result;
}; void print_argtype(const char *str, struct argtype *p)
{
printf("%s\n", str);
printf(" a = %d, b = %d\n", p->a, p->b);
printf(" result = %d\n", p->result);
} /* for thread 1 */
struct argtype entity1 = {
.a = ,
.b = ,
.result =
}; /* 以下是3个清理函数 */
void cleanup_add(void *arg)
{
struct argtype *p = (struct argtype *)arg;
p->result = p->a + p->b;
print_argtype("cleanup [add]", p);
//pthread_exit((void *)p->result);
} void cleanup_minus(void *arg)
{
struct argtype *p = (struct argtype *)arg;
p->result = p->a - p->b;
print_argtype("cleanup [minus]", p);
//pthread_exit((void *)p->result);
} void cleanup_times(void *arg)
{
struct argtype *p = (struct argtype *)arg;
p->result = p->a * p->b;
print_argtype("cleanup [times]", p);
//pthread_exit((void *)p->result);
} /* 子线程1函数,临时地改变了entity1结构体中成员值,检查清理函数执行点 */
void* thr1_fun(void *arg)
{
printf("Now thread1 [%lu] start:\n", pthread_self()); pthread_cleanup_push(cleanup_times, (void *)&entity1); // cleanup_times
entity1.a = ;
entity1.b = ;
pthread_cleanup_push(cleanup_minus, (void *)&entity1); // cleanup_minus
pthread_cleanup_push(cleanup_add, (void *)&entity1); // cleanup_add
pthread_cleanup_pop(); // cleanup_add entity1.a = ;
entity1.b = ;
pthread_cleanup_pop(); // cleanup_minus entity1.a = ;
entity1.b = ;
pthread_cleanup_pop(); // cleanup_times entity1.a = ;
entity1.b = ;
pthread_exit((void *)entity1.result);
} int main(void)
{
int err;
pthread_t tid1;
void *tret; err = pthread_create(&tid1, NULL, thr1_fun, NULL);
err = pthread_join(tid1, &tret);
if (err != )
{
perror("pthread_join");
return -;
} printf("In main get result [%d] from thread %lu\n", tret, tid1);
print_argtype("main:", &entity1); return ;
}
执行结果:
$ ./thread_cleanup3.exe
Now thread1 [] start:
cleanup [add]
a = , b =
result =
cleanup [minus]
a = , b =
result =
cleanup [times]
a = , b =
result =
In main get result [] from thread
main:
a = , b =
result =
顺序测试
在这个例子中,我把 pthread_cleanup_pop(int execute) 中的 execute 都设定为非零值,测试3个清理函数的调用顺序,
注册的顺序是: cleanup_times --> cleanup_minus --> cleanup_add
调用的顺序是: cleanup_add --> cleanup_minus --> cleanup_times
的的确确是按照相反的顺序调用的。
执行点测试
为了测试每一个清理函数的执行点,我在每一个pthread_cleanup_pop() 之前都修改了 结构体 entity1 的域 a,b。经过比对发现每一个 pthread_cleanup_push() 和 pthread_cleanup_pop() 形成一个 pairs,因为它们是基于宏实现的,pthread_cleanup_push() 中包含了一个“{”,而 pthread_cleanup_pop() 中包含了一个“}” 和前面的对应,因此它们必须成对的出现,否则代码通不过编译。经过检查和对比,发现每一个 pairs 虽然在代码形式上互相嵌套,但是它们的执行没有互相嵌套。即在执行最外面的 cleanup_times() 并没有递归调用 cleanup_minus() 继而递归调用 cleanup_times()。
因此在处理最外面的 cleanup_times() 时屏蔽了从 pthread_cleanup_push(cleanup_minus, xxx) 到 pthread_cleanupo_pop(yyy) (与 cleanup_minus 对应的) 部分的代码。
而在处理 cleanup_minus() 时屏蔽了从 pthread_cleanup_push(cleanup_add, xxx) 到 pthread_cleanup_pop(yyy) (与 cleanup_add 对应的) 部分的代码。
因为 pop 顺序和 push 顺序是相反的,那么从第一个 pop 的顺序开始执行: cleanup_add --> cleanup_minus --> cleanup_times.
但是每一次执行 cleanup_xxx 的参数为什么会不一样的呢?是从哪里开始变化的呢?
是从线程函数入口上到下,一直到 pthread_cleanup_pop() 部分的参数对当前的 cleanup_xxx() 函数有效。在当前 pthread_cleanup_pop() 下面的语句是对后面一个 pop() 函数起作用的。
如下面这张图:
左边的指示线条表征的是每一个 push 入栈的清理函数可访问的资源区;
右边的双箭头线表征的是 push / pop 对子,虽然在代码形式上有嵌套,但是在函数执行上并不会嵌套执行。
根据分析,
entity1.a , entity1.b 传递给 cleanup_add() 函数的值是 20 , 2;
entity1.a , entity1.b 传递给 cleanup_minus() 函数的值是 30, 3;
entity1.a , entity1.b 传递给 cleanup_times() 函数的值是 40, 4;
而最终在 main thread 中可以访问到的 entity1.a, entity1.b 的值是 80 , 8 。那个时候已经没有 清理函数 cleanup_xxx() 去访问 entity1 结构体了。
另外,我原本在清理函数内部添加了 pthread_exit() 函数,这会出现什么情况呢?比如取消 cleanup_times() 函数里 pthread_exit() 之前的注释,编译运行结果如下:
$ ./thread_cleanup3.exe
Now thread1 [] start:
now cleanup_add.
cleanup [add]
a = , b =
result =
now cleanup_minus.
cleanup [minus]
a = , b =
result =
now cleanup_times.
cleanup [times]
a = , b =
result =
In main get result [] from thread
main:
a = , b =
result =
对比之前,发现在 main thread 中的 a,b 值是40, 4 ,这和子线程退出点有关,子线程没有走到下面这一步:
entity1.a = ;
entity1.b = ;
printf("now cleanup_times.\n");
pthread_cleanup_pop(); // cleanup_times
-------------------------------------------------------------------// 下面没有执行
entity1.a = ;
entity1.b = ;
printf("thread 1 is exit...\n");
pthread_exit((void *)entity1.result);
说明提前使用 pthread_exit() 那么各个函数访问的资源就更受限。
但是在2个及以上的清理函数中添加 pthread_exit() ,会导致线程不断地调用 清理函数,进入死机状态。
总结就是不要在清理函数中添加 pthread_exit() 。
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