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线程清理机制（pthread_cleanup函数族实践）

news 2025/10/2 13:44:11

#include <unistd.h>      // 提供 sleep() 函数
#include <pthread.h>     // 多线程编程
#include <stdio.h>       // 标准输入输出
#include <string.h>      // 字符串处理
#include <stdlib.h>      // 内存分配#define  PI  3.1415      // 圆周率常量// 第一个清理处理函数
void clean(void* argp)
{puts("异常终止,清理函数被执行!");if(argp)free(argp);  // 释放动态分配的内存
}// 第二个清理处理函数（被注释掉了）
void clear(void* argp)
{puts("异常终止,清理函数2被执行!");
}// 线程1的执行函数：计算圆的面积
void* routine(void* argp)
{int* p = (int*)malloc(sizeof(int));  // 分配内存存储结果// 注册清理处理函数（压入清理栈）// 参数：清理函数指针，传递给清理函数的参数pthread_cleanup_push(clean, p);// pthread_cleanup_push(clear,p);  // 第二个清理函数被注释for(int i = 1; ; i++){printf("开始圆的面积计算(%d)\n",i);if(PI*i*i > 150.0)  // 当面积超过150时退出循环{*p = i;         // 存储结果break;          // 正常退出循环} sleep(1);           // 休眠1秒（取消点）}// 弹出清理处理函数，参数0表示不执行清理函数pthread_cleanup_pop(0);// pthread_cleanup_pop(0);  // 第二个弹出被注释pthread_exit(p);        // 正常退出线程，返回结果return NULL;            // 这行不会执行到
}// 线程2的执行函数：负责取消线程1
void* routine2(void* argp)
{pthread_t id = *((pthread_t*)argp);  // 获取线程1的IDprintf("1秒后向线程(%lu)发送退出请求\n",id);sleep(10);              // 等待10秒（注意：这里改成了10秒！）pthread_cancel(id);     // 发送取消请求return NULL;
}int main(int argc,char** argv)
{pthread_t id, id2;      // 线程ID// 创建线程1（计算线程）int error = pthread_create(&id, NULL, routine, NULL);if(error){puts(strerror(error));return -1;}// 创建线程2（取消线程）error = pthread_create(&id2, NULL, routine2, &id);if(error){puts(strerror(error));return -1;}int *pret = NULL;       // 用于接收线程1的返回值// 等待线程1结束if(error = pthread_join(id, (void**)&pret)){printf("Join:%s\n",strerror(error));return -1;}puts("线程1已经结束");// 检查线程1的退出状态if(pret && pret != PTHREAD_CANCELED){printf("子线程1退出值:%d\n",*pret);           // 输出半径值printf("子线程正常退出,主线程回收资源\n");     // 提示信息free(pret);         // 释放内存}// 等待线程2结束pthread_join(id2, NULL);puts("线程2已经结束");return 0; 
}

关键机制详解

1. `pthread_cleanup_push` 和 `pthread_cleanup_pop`

pthread_cleanup_push(clean, p);  // 注册清理函数
// ... 线程代码 ...
pthread_cleanup_pop(0);          // 移除清理函数，不执行

清理函数执行时机：

线程被 pthread_cancel() 取消时
线程调用 pthread_exit() 退出时
线程调用 pthread_cleanup_pop(1) 时

2. `pthread_cleanup_pop` 参数含义

pthread_cleanup_pop(0);  // 移除清理函数但不执行
pthread_cleanup_pop(1);  // 移除清理函数并执行

3. 程序执行逻辑分析

情况1：计算先完成（大概率）

线程1在约7秒内完成计算（i=7时面积153.94>150）
线程2等待10秒后才发送取消请求
线程1正常退出，清理函数不会执行
主线程正常回收资源

执行流程：

开始圆的面积计算(1)
1秒后向线程(12345678)发送退出请求
开始圆的面积计算(2)
...
开始圆的面积计算(7)        ← 正常完成计算
线程1已经结束
子线程1退出值:7
子线程正常退出,主线程回收资源
线程2已经结束

情况2：被取消（小概率，如果计算很慢）

线程1计算超过10秒
线程2发送取消请求
线程1在sleep(1)取消点响应
清理函数会执行

内存管理分析

正常退出路径：

break;                          // 退出循环
pthread_cleanup_pop(0);         // 不执行清理函数
pthread_exit(p);                // 返回指针p
// 主线程中：
free(pret);                     // 主线程释放内存

被取消路径：

// 在sleep(1)时被取消
clean(p);                       // 清理函数执行，free(p)
// 主线程中：
pret == PTHREAD_CANCELED        // 不会进入free(pret)分支

潜在问题

竞争条件：线程2等待10秒，线程1约7秒完成，所以线程1几乎总是正常完成
内存双重释放：如果清理函数执行了free(p)，而主线程又执行free(pret)，会导致崩溃
sleep(10)过长：线程2等待10秒，而线程1只需要约7秒，取消很少发生

改进建议

// 修改线程2的等待时间
sleep(3);  // 改为3秒，增加取消的概率// 或者在主线程中完善取消情况的处理
if(pret == PTHREAD_CANCELED) {printf("线程1被取消\n");
} else if(pret != NULL) {printf("子线程1正常退出，返回值:%d\n",*pret);free(pret);
}

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http://www.dtcms.com/a/432330.html