pthread_cleanup_push()/pop()线程终止清理

短命女 2022-08-20 05:12 247阅读 0赞

## pthread\_cleanup\_push()和pthread\_cleanup\_pop() ##

线程为了访问临界共享资源而为其加上锁，但在访问过程中该线程被外界取消，或者发生了中断，则该临界资源将永远处于锁定状态得不到释放。外界取消操作是不可预见的，因此的确需要一个机制来简化用于资源释放的编程。

在POSIX线程API中提供了一个`pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()`函数对用于自动释放资源–从`pthread_cleanup_push()`的调用点到`pthread_cleanup_pop()`之间的程序段中的终止动作都将执行`pthread_cleanup_push()`所指定的清理函数。

API定义如下：

void pthread_cleanup_push(void (*routine) (void *), void *arg)
    void pthread_cleanup_pop(int execute)

`pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()`采用先入后出的栈结构管理  
`void routine(void *arg)`函数在调用`pthread_cleanup_push()`时压入清理函数栈，多次对`pthread_cleanup_push()`的调用将在清理函数栈中形成一个函数链，在执行该函数链时按照压栈的相反顺序弹出。`execute`参数表示执行到`pthread_cleanup_pop()`时是否在弹出清理函数的同时执行该函数，为0表示不执行，非0为执行；这个参数并不影响异常终止时清理函数的执行。

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pthread\_cleanup\_push()/pop()以宏方式实现  
这是`pthread.h`中的宏定义：

#define pthread_cleanup_push(routine,arg) \
    {
        struct _pthread_cleanup_buffer _buffer; \
        _pthread_cleanup_push (&_buffer, (routine), (arg));
        #define pthread_cleanup_pop(execute) \
        _pthread_cleanup_pop (&_buffer, (execute));
    }

可见，`pthread_cleanup_push()`带有一个”\{“，而pthread\_cleanup\_pop()带有一个”\}”，因此这两个函数**必须成对出现**，且必须位于程序的同一级别的代码段中才能通过编译。

`pthread_cleanup_pop`的参数`execute`如果为非0值,则按栈的顺序注销掉一个原来注册的清理函数，并执行该函数；

当`pthread_cleanup_pop()`函数的参数为0时，仅仅在线程调用`pthread_exit`函数或者其它线程对本线程调用`pthread_cancel`函数时，才在弹出“清理函数”的同时执行该“清理函数”。

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## 程序实例 ##

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <pthread.h>
    
    /*释放内存*/
    void free_mem(void *arg)
    {
        free(arg);
        printf("clean up the memory!\n");
    }
    /*线程函数*/
    void *my_fun(void *arg)
    {
        char *p = (char*)malloc(10);/*线程函数分配了内存*/
        pthread_cleanup_push(free_mem, p);
    
        int i = 0;
        for(i = 0;i<10;i++){
            printf("this is myfun\n");
            sleep(1);
        }
        pthread_exit((void*)3);/*退出当前线程*/
        pthread_cleanup_pop(0);
    }
    
    
    int main()
    {
        pthread_t ptid;
        pthread_create(&ptid, NULL, my_fun, NULL);
        int i;
        for(i = 1; i < 5; i++ ){
            printf("hey naive\n");
            sleep(1);
            if(i % 3 == 0){
                pthread_cancel(ptid);
                //i=3时将导致线程函数直接退出，将不会释放my_fun中的malloc的内存
                //使用pthread_cleanup_push/pop释放
            }
        }
    
        int ret;
        pthread_join(ptid, (void**)&ret);
        printf("return value is : %d\n", ret);
    
        return 0;
    }

程序执行结果：

hey naive
    this is myfun
    hey naive
    this is myfun
    hey naive
    this is myfun
    hey naive
    clean up the memory!
    return value is : -1

若不加`pthread_cleanup_push/pop`释放，将不会打印`clean up the memory!` 即对线程函数`malloc`的内存未完成清理。