深入剖析：Linux线程的优雅退出方式 (linux 线程的退出)
在Linux系统中，线程是一种轻量级的进程，它们共享同一进程的地址空间、文件描述符、信号处理程序等资源。线程的创建、销毁、同步和调度都由操作系统内核完成。在多线程编程中，线程的优雅退出方式对程序的稳定性和可维护性至关重要。本文将深入剖析Linux线程的优雅退出方式，帮助开发者更好地掌握线程编程技巧。
一、线程退出的两种方式
在Linux系统中，线程可以通过两种方式退出，分别是非优雅退出和优雅退出。
1. 非优雅退出
当线程执行一个exit()函数、抛出一个异常或者是调用pthread_cancel()函数时，线程将会立即退出，且不会释放已经占用的资源。这是一种非优雅的方式，容易导致资源泄露和内存碎片化。
2. 优雅退出
优雅退出是指在线程退出前，先释放已经占用的资源并按照一定的顺序清理线程的状态。这种方式可以有效地避免资源泄露和内存碎片化，提高程序的稳定性和可维护性。
二、线程优雅退出的实现方式
线程的优雅退出可以通过以下方式实现：
1. pthread_cleanup_push()和pthread_cleanup_pop()
pthread_cleanup_push()和pthread_cleanup_pop()是一对函数宏，可以用于线程清理处理函数的注册和注销。
当线程需要注册一个清理处理函数时，可以使用pthread_cleanup_push()函数宏将清理函数注册到清理处理函数栈。当线程需要退出时，可以使用pthread_cleanup_pop(0)函数宏将清理函数从栈中弹出，并执行清理函数。如果线程不需要执行清理函数，则可以使用pthread_cleanup_pop(1)函数宏将清理函数从栈中弹出，但不执行清理函数。
如下示例代码演示了pthread_cleanup_push()和pthread_cleanup_pop()函数宏的用法：
“`c
#include
#include
void cleanup_handler(void* arg)
{
printf(“Cleanup handler: %s\n”, (char*)arg);
}
void* thread_func(void* arg)
{
pthread_cleanup_push(cleanup_handler, “Hello world”);
printf(“Thread is running\n”);
pthread_cleanup_pop(1);
}
int mn()
{
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
pthread_join(tid, NULL);
return 0;
}
“`
在上述示例代码中，通过pthread_cleanup_push()宏将清理处理函数注册到清理处理函数栈中，当线程正常退出时，调用pthread_cleanup_pop()宏将清理处理函数从栈中弹出并执行清理函数。
2. 信号处理函数
信号处理函数是一种优雅退出线程的有效方式，它可以在接收到信号时执行清理操作。
在Linux系统中，有一些信号可以用于优雅退出线程，例如SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT和SIGUSR1等信号。此外，使用pthread_kill()函数可以向指定线程发送信号。
如下示例代码演示了如何使用信号处理函数优雅退出线程：
“`c
#include
#include
#include
#include
#include
bool g_running = true;
void signal_handler(int signal)
{
printf(“Thread %ld received signal %d\n”, pthread_self(), signal);
g_running = false;
}
void* thread_func(void* arg)
{
signal(SIGINT, signal_handler);
signal(SIGTERM, signal_handler);
while (g_running)
{
printf(“Thread is running\n”);
sleep(1);
}
printf(“Thread is exiting\n”);
}
int mn()
{
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
pthread_join(tid, NULL);
return 0;
}
“`
在上述示例代码中，将SIGINT和SIGTERM信号的处理函数设置为signal_handler()函数，当接收到这两个信号时，线程会执行signal_handler()函数，将g_running变量设置为false，线程退出。
3. 条件变量
条件变量也可以用于优雅退出线程，它可以让线程在满足一定条件时退出。
在使用条件变量时，需要先获取一个互斥量来保护共享数据的操作。当线程需要等待某个条件时，可以调用pthread_cond_wt()函数来休眠，并使用pthread_cond_signal()函数来唤醒休眠的线程。
如下示例代码演示了如何使用条件变量优雅退出线程：
“`c
#include
#include
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
bool g_running = true;
void* thread_func(void* arg)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
while (g_running)
{
printf(“Thread is running\n”);
pthread_cond_wt(&cond, &mutex);
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);
printf(“Thread is exiting\n”);
}
int mn()
{
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&mutex);
g_running = false;
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_join(tid, NULL);
return 0;
}
“`
在上述示例代码中，将互斥量mutex和条件变量cond初始化，并将g_running变量设置为true。在线程启动后，线程将会进入while循环，并调用pthread_cond_wt()函数休眠，当主线程将g_running变量设置为false时，调用pthread_cond_signal()函数唤醒休眠的线程，线程退出。
4. C++11标准库
在C++11标准库中，提供了一个std::thread类和std::promise类，用于实现多线程编程和线程同步机制。
其中，std::thread类的detach()函数可以使线程成为守护线程，当线程结束时，它会自动退出，并立即释放线程的资源。
如下示例代码演示了如何使用C++11标准库实现优雅退出线程：
“`c++
#include
#include
#include
#include
std::atomic g_running(true);
void thread_func()
{
while (g_running)
{
std::cout
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}
std::cout
}
int mn()
{
std::thread t(thread_func);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
g_running.store(false);
t.detach();
return 0;
}
“`
在上述示例代码中，将g_running变量设置为true，并在std::thread类的构造函数中传入线程函数thread_func。在线程启动后，线程将会进入while循环，并调用std::this_thread::sleep_for()函数休眠，当主线程将g_running变量设置为false时，将线程设置为守护线程并调用detach()函数，线程退出。
三、线程优雅退出的注意事项
在优雅退出线程时，需要注意以下事项：
1. 不要在互斥量或信号量的临界区中执行清理操作，否则可能导致死锁或者竞态条件。
2. 不要在优雅退出时释放已经被其它线程占有或者已经被释放的资源。
3. 在线程退出前，务必要清理已经申请的资源，并关闭打开的文件、套接字和数据库连接等资源。
四、
