pthread_exit() 和 pthread_cancel() 如何调用 Linux 中的清理例程？

Question

我在学习有关 pthread_cleanup_push 的概念时观察到，pthread_exit() 和 pthread_cancel() 以不同的方式影响 pthread_cleanup_pop()。下面是代码示例。

void push_routine_1(void * arg) {
    printf(" Push Routine 1\n");
}

void push_routine_2(void * arg) {
    printf(" Push Routine 2\n");
}

void push_routine_3(void * arg) {
    printf(" Push Routine 3\n");
}

void push_routine_4(void * arg) {
    printf(" Push Routine 4\n");
}

void * thread_routine(void * arg) {
    pthread_cleanup_push(push_routine_1, NULL);
    pthread_cleanup_push(push_routine_2, NULL);
    pthread_cleanup_push(push_routine_3, NULL);
    pthread_cleanup_push(push_routine_4, NULL);

    pthread_exit(NULL);

    pthread_cleanup_pop(1);
    pthread_cleanup_pop(1);
    pthread_cleanup_pop(1);
    pthread_cleanup_pop(1);
}

以上程序给出了这样的输出：

Push Routine 4
Push Routine 3 
Push Routine 2 
Push Routine 1

当使用 pthread_cancel(pthread_self()) 而不是 pthread_exit(NULL) 时，输出如下

Push Routine 3 
Push Routine 2 
Push Routine 1

使用 pthread_cancel() 时不执行 push_routine_4() 的原因是什么？

Answer 1

我认为您不会认为 pthread_cancel(pthread_self()) 与 pthread_exit(NULL) 完全相同。

POSIX 没有告诉我期望 pthread_cancel(pthread_self()) 做什么。但我注意到它说：

2.9.5 Thread Cancellation

The thread cancellation mechanism allows a thread to terminate the execution of any other thread in the process in a controlled manner.

其中“任何其他线程”确实让我感到奇怪。但我不认为这是问题所在。

默认 'cancelability type' 为 PTHREAD_CANCEL_DEFERRED。因此，pthread_cancel() 直到取消线程中的下一个 'Cancellation Point' 才会生效。因此，您的代码将继续到第一个 pthread_cleanup_pop(1)，即 而不是 'Cancellation Point'，然后 printf(" Push Routine 4\n")，可能是一个'Cancellation Point'.

我调整了你的代码如下：

static volatile unsigned step ;

void push_routine_1(void * arg) {
  step += 10 ;
  printf(" Push Routine 1 -- %u\n", step);
  step += 10 ;
}

void push_routine_2(void * arg) {
  step += 100 ;
  printf(" Push Routine 2 -- %u\n", step);
  step += 100 ;
}

void push_routine_3(void * arg) {
  step += 1000 ;
  printf(" Push Routine 3 -- %u\n", step);
  step += 1000 ;
}

void push_routine_4(void * arg) {
  step += 10000 ;
  printf(" Push Routine 4 -- %u\n", step);
  step += 10000 ;
}

void * thread_routine(void * arg)
{
  unsigned frag = *(unsigned*)arg ;

  printf("Start %u\n", frag) ;

  step = 0 ;
  pthread_cleanup_push(push_routine_1, NULL); step += 10 ;
  pthread_cleanup_push(push_routine_2, NULL); step += 100;
  pthread_cleanup_push(push_routine_3, NULL); step += 1000 ;
  pthread_cleanup_push(push_routine_4, NULL); step += 10000 ;

  step++ ;
  if (frag == 0)
    pthread_exit(NULL) ;        // 11111
  else
    pthread_cancel(pthread_self()) ;

  step++ ;                      // 11112

  if (frag == 2)
    printf(" Continue %u\n", step) ;

  step++ ;                      // 11113
  pthread_cleanup_pop(1);       // (4)
  step++ ;                      // xxxx4
  pthread_cleanup_pop(1);       // (3)
  step++ ;                      // xxxx5
  pthread_cleanup_pop(1);       // (2)
  step++ ;                      // xxxx6
  pthread_cleanup_pop(1);       // (1)
  step++ ;                      // xxxx7
}

int
main(Unused int argc, Unused char* argv[])
{
  unsigned frag ;

  for (frag = 0 ; frag < 3 ; ++frag)
    {
      pthread_t thr ;

      pthread_create(&thr, NULL, thread_routine, &frag) ;
      pthread_join(thr, NULL) ;

      printf(" Finally %u\n", step) ;
    } ;

  return 0 ;
}

结果是：

Start 0
 Push Routine 4 -- 21111
 Push Routine 3 -- 32111
 Push Routine 2 -- 33211
 Push Routine 1 -- 33321
 Finally 33331
Start 1
 Push Routine 4 -- 21113
 Push Routine 3 -- 22113
 Push Routine 2 -- 23213
 Push Routine 1 -- 23323
 Finally 23333
Start 2
 Continue 11112
 Push Routine 4 -- 21112
 Push Routine 3 -- 32112
 Push Routine 2 -- 33212
 Push Routine 1 -- 33322
 Finally 33332

因此：

'Start 0' 我们看到（正如预期的那样）线程不会继续进行 pthread_exit(NULL).
'Start 1' 我们看到线程到达 pthread_cleanup_pop(1); // (4)，但是 push_routine_4() 没有通过 printf().

我相信这表明一旦 printf() 完成，取消过程就会开始。
'Start 2' 我们看到 push_routine_4() 在 printf(" Continue %u\n", step) 之后和紧随其后的 step++ 之前被调用。

我相信这表明一旦 printf(" Continue ...) 完成，取消过程就会开始。

在我的机器上，Linux 5.6.8 运行 glibc 2.30，函数完成后，printf() 似乎是一个 'Cancellation Point'。您得到的效果表明 printf() 在打印任何内容之前可能是 'Cancellation Point' ？ [或者 push_routine_4() 中的 printf() 没有产生任何输出的其他原因。]

pthread_exit() 和 pthread_cancel() 如何调用 Linux 中的清理例程？

How pthread_exit() and pthread_cancel() calls cleanup routine in Linux?

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